Eksplozje białych karłów. Naukowcy mają nowe narzędzie do ich badań
Jeżeli wszystko dobrze pójdzie, w 2025 r. w przestrzeń kosmiczną poleci Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, wcześniej znany także jako WFIRST. Naukowcy podejrzewają, że za jego pomocą będziemy w stanie w końcu rozwiązać zagadkę rozszerzania się wszechświata.
Jednym z głównych celów misji tego teleskopu będzie właśnie poszukiwanie tajemniczej ciemnej energii, która ma odpowiadać za to, że tempo rozszerzania wszechświata bezustannie rośnie. Wszystkie wyliczenia wskazują, że owa ciemna energia stanowi większość wszechświata - problem jednak w tym, że nie mamy pojęcia, czym tak właściwie jest.
Aby rozwikłać tę zagadkę, Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman będzie obserwował niebo w poszukiwaniu supernowych typu Ia, które pozwalają nam bardzo dokładnie badać tempo ekspansji.
Czym są supernowe typu Ia?
Mówiąc najprościej, jest to ten typ supernowych, który zawsze eksploduje z tą samą jasnością. Dzięki temu wiedząc, jaką faktycznie ma jasność dana supernowa i porównując tę wiedzę z jasnością obserwowaną, jesteśmy w stanie określić odległość eksplozji od Ziemi. Obiekty tego typu, charakteryzujące się zawsze tą samą jasnością, nazywa się świecami standardowymi.
Do eksplozji supernowej typu Ia dochodzi w układach podwójnych składających się zazwyczaj z białego karła - pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca - oraz drugiej gwiazdy. Biały karzeł stopniowo odziera swojego gwiezdnego towarzysza z materii, która następnie na niego opada, powodując przyrost jego masy. Po przekroczeniu określonej - zawsze tej samej - masy, biały karzeł eksploduje. Tutaj jednak należy dodać, że astronomowie rejestrowali już przypadki eksplozji typu Ia, do których dochodziło w układach dwóch białych karłów stopniowo zbliżających się do siebie.
Analizując widmo promieniowania elektromagnetycznego emitowanego w tych eksplozjach, naukowcy będą także mierzyli ich tempo oddalania się od nas.
A co zmieni ten teleskop?
Wszystko wskazuje na to, że Teleskop Nancy Grace Roman będzie w stanie w ciągu roku odkrywać więcej supernowych typu Ia, niż naukowcy odkryli w ciągu ostatnich dwudziestu lat. Co więcej, teleskop będzie w stanie odkrywać takie eksplozje w znacznie większych odległościach od Ziemi niż obecnie. Jak na razie poszukiwania koncentrowały się na stosunkowo bliskim wszechświecie. Teleskop Roman będzie w stanie badać także eksplozje znajdujące się 4-12 mld lat świetlnych stąd.
Badając ten niezbadany dotąd region, naukowcy mają także nadzieję rozwiązać jeszcze jeden problem. Chodzi o brak zgodności między różnymi pomiarami stałej Hubble'a, która określa, w jakim tempie rozszerza się wszechświat. Badania opierające się na danych z samych początków wszechświata wskazują, że wszechświat rozszerza się w tempie 67 km/s na każdy megaparsek (3,26 mln lat świetlnych). Natomiast badania opierające się na pobliskich supernowych typu Ia wskazują, że wszechświat rozszerza się szybciej - w tempie 70-76 km/s na megaparsek.
Badając eksplozje gwiazd znajdujących się na obszarze między tymi dwoma skrajnościami, naukowcy mają nadzieję zrozumieć, skąd biorą się te nieścisłości. Niezależnie od wyniku obserwacji Teleskop Roman z pewnością dostarczy nam wielu odpowiedzi. Wszyscy jednak wiedzą, że nowych pytań pojawi się znacznie więcej.
