Siêu tân tinh loại 1a được sử dụng để đo khoảng cách trong Vũ trụ vì chúng phát nổ với cùng độ sáng, phát nổ khi một ngôi sao lùn trắng tiêu thụ một lượng vật chất cụ thể từ một người bạn đồng hành nhị phân. Nghiên cứu mới chỉ ra rằng vụ nổ siêu tân tinh loại 1a bắt đầu vón cục và không đồng đều, nhưng vụ nổ hình cầu thứ hai áp đảo lần đầu tiên tạo ra dư lượng mịn. Điều này đặt ra giới hạn của độ không đảm bảo đối với các phép đo khoảng cách sử dụng siêu tân tinh loại 1a.
Các nhà thiên văn học đang báo cáo những phát hiện mới đáng chú ý làm sáng tỏ cuộc tranh luận kéo dài hàng thập kỷ về một loại siêu tân tinh, vụ nổ đánh dấu sự sụp đổ cuối cùng của ngôi sao: ngôi sao chết trong một vụ cháy chậm hay là một vụ nổ nhanh? Từ những quan sát của họ, các nhà khoa học nhận thấy rằng vật chất được phát ra từ vụ nổ cho thấy sự bất đối xứng ngoại biên đáng kể nhưng bên trong gần như hình cầu, rất có thể ngụ ý rằng vụ nổ cuối cùng lan truyền với tốc độ siêu âm.
Những kết quả này được báo cáo hôm nay trên Science Express, phiên bản trực tuyến của tạp chí nghiên cứu Science, của Lifan Wang, Đại học Texas A & M (Hoa Kỳ) và các đồng nghiệp Dietrich Baade và Ferdinando Patat từ ESO.
Kết quả của chúng tôi mạnh mẽ đề xuất một quá trình bùng nổ hai giai đoạn trong loại siêu tân tinh này, Wang nhận xét Wang. Đây là một phát hiện quan trọng với ý nghĩa tiềm tàng trong vũ trụ học.
Sử dụng các quan sát của 17 siêu tân tinh được thực hiện trong hơn 10 năm với Kính viễn vọng rất lớn ESO, và Kính viễn vọng McDonald Otto Struve, các nhà thiên văn học đã suy ra hình dạng và cấu trúc của đám mây mảnh vụn ném ra từ siêu tân tinh loại Ia. Những siêu tân tinh như vậy được cho là kết quả của vụ nổ của một ngôi sao nhỏ và dày đặc - một sao lùn trắng - bên trong một hệ thống nhị phân. Khi bạn đồng hành của nó liên tục đổ vật chất lên sao lùn trắng, sao lùn trắng đạt đến một khối lượng quan trọng, dẫn đến sự mất ổn định gây tử vong và siêu tân tinh. Nhưng những gì gây ra vụ nổ ban đầu, và vụ nổ đi qua ngôi sao từ lâu đã là vấn đề nhức nhối.
Siêu tân tinh Wang và các đồng nghiệp quan sát được xảy ra ở các thiên hà xa xôi và do khoảng cách vũ trụ rộng lớn không thể nghiên cứu chi tiết bằng các kỹ thuật hình ảnh thông thường, bao gồm cả giao thoa kế. Thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã xác định hình dạng của những cái kén nổ bằng cách ghi lại sự phân cực của ánh sáng từ những ngôi sao đang hấp hối.
Phân cực dựa vào thực tế là ánh sáng bao gồm các sóng điện từ dao động theo các hướng nhất định. Sự phản xạ hoặc tán xạ ánh sáng ủng hộ các định hướng nhất định của điện trường và từ trường so với các trường khác. Đây là lý do tại sao kính râm phân cực có thể lọc ra ánh sáng mặt trời phản chiếu xuống ao. Khi ánh sáng tán xạ qua các mảnh vỡ mở rộng của siêu tân tinh, nó sẽ giữ lại thông tin về hướng của các lớp tán xạ. Nếu siêu tân tinh đối xứng hình cầu, tất cả các định hướng sẽ có mặt như nhau và sẽ trung bình ra ngoài, do đó sẽ không có sự phân cực ròng. Tuy nhiên, nếu vỏ khí không tròn, một phân cực ròng nhỏ sẽ được in trên ánh sáng.
Nghiên cứu này có thể thực hiện được vì phép đo phân cực có thể phát huy hết sức mạnh của nó nhờ vào khả năng thu thập ánh sáng của Kính thiên văn rất lớn và hiệu chuẩn rất chính xác của thiết bị FORS, theo ông Dietrich Baade.
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy các vụ nổ của siêu tân tinh loại Ia thực sự là hiện tượng ba chiều, ông nói thêm. Các khu vực bên ngoài của đám mây vụ nổ là không đối xứng, với các vật liệu khác nhau được tìm thấy trong ‘cụm, trong khi các khu vực bên trong là mịn.
Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phát hiện ra sự bất cân xứng này vào năm 2003, như là một phần của cùng một chiến dịch quan sát (ESO PR 23/03 và ESO PR Photo 26/05). Các kết quả mới, rộng hơn cho thấy mức độ phân cực và do đó, độ chụm, tương quan với độ sáng nội tại của vụ nổ. Siêu tân tinh càng sáng, càng mịn, hoặc ít vón cục hơn.
Điều này có một số tác động đến việc sử dụng siêu tân tinh loại Ia làm nến tiêu chuẩn, ông Ferdinando Patat nói. Loại siêu tân tinh này được sử dụng để đo tốc độ gia tốc của sự giãn nở của Vũ trụ, giả sử những vật thể này hành xử một cách thống nhất. Nhưng sự bất đối xứng có thể giới thiệu sự phân tán về số lượng quan sát được.
Phát hiện của chúng tôi đặt ra những hạn chế mạnh mẽ đối với bất kỳ mô hình thành công nào của vụ nổ siêu tân tinh hạt nhân, Wang nói thêm.
Các mô hình đã gợi ý rằng sự vón cục được gây ra bởi một quá trình cháy chậm, được gọi là ag deflagration, và để lại một vệt tro bất thường. Sự mượt mà của các vùng bên trong của ngôi sao phát nổ ngụ ý rằng ở một giai đoạn nhất định, sự xì hơi nhường chỗ cho một quá trình bạo lực hơn, một 'vụ nổ', di chuyển với tốc độ siêu âm - nhanh đến mức nó xóa sạch mọi sự bất cân xứng trong đống tro tàn phía sau bởi sự đốt cháy chậm hơn của giai đoạn đầu tiên, dẫn đến dư lượng mịn hơn, đồng nhất hơn.
Nguồn gốc: ESO News Release
