Сверхновые типа Ia: «стандартные свечи»
Как взрываются белые карлики в двойных системах, почему их вспышки используют для измерения расстояний и как с их помощью в 1998 году обнаружили ускоренное расширение Вселенной.
Сверхновые типа Ia — особый класс взрывов: в них нет водорода, а светят они почти одинаково. Благодаря этому они служат «маяками» для измерения огромных расстояний. Общий обзор сверхновых — в статье «Сверхновые».
Как они происходят
Взрывается белый карлик в тесной двойной системе. Он набирает вещество у соседа или сливается с другим белым карликом. Когда масса приближается к пределу Чандрасекара — около 1,4 массы Солнца, — вещество загорается в термоядерной реакции, и звезда разрушается целиком, не оставляя остатка. Точный сценарий (набор вещества или слияние) до сих пор обсуждают.
Почему «стандартные свечи»
Пиковая светимость таких вспышек очень похожа: абсолютная звёздная величина около −19,3 («Звёздные величины»). Небольшие различия корректируют зависимостью, которую в 1993 году нашёл Марк Филлипс: чем ярче вспышка, тем медленнее она гаснет. Сравнивая блеск вспышки с известной светимостью, находят расстояние до галактики. Сверхновые Ia видны на миллиарды световых лет — намного дальше цефеид («Цефеиды»), поэтому ими «достраивают» лестницу расстояний («Расстояния до звёзд»).
Открытие ускоренного расширения
В 1998 году две группы — Supernova Cosmology Project и High-Z Supernova Search Team — измерили далёкие сверхновые Ia и обнаружили, что они тусклее, чем должны быть при замедляющемся расширении Вселенной. Значит, расширение ускоряется («Расширение Вселенной»). Причину назвали тёмной энергией («Тёмная энергия»). В 2011 году Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс получили за это Нобелевскую премию по физике.
Напряжение Хаббла
Измерения расстояний по сверхновым и цефеидам дают скорость расширения Вселенной около 73 км/с на мегапарсек, а по реликтовому излучению — около 67 («Реликтовое излучение»). Расхождение называют напряжением Хаббла; ни ошибка измерений, ни новая физика пока окончательно не подтверждены.
Старые вспышки
Сверхновые Ia были и в нашей Галактике: считается, что это были вспышки 1572 года (звезда Тихо Браге) и 1604 года (звезда Кеплера). Современные обзоры, включая обсерваторию Рубин, будут находить их тысячами.