פרופיל סופרנובות פוטנציאליות

השאלה העיקרית ששפר מנסה לענות עליה היא אילו כוכבים הם אבות צאצאים לסופרנובות מסוג Ia. אסטרונומים מנסים לאתר את התעלומה הזו למעלה מ- 40 שנה.

סופרנובות מסוג Ia בהירות להפליא אך גם אחידות להפליא בהירותן, ולכן הן נחשבות כ"נרות הסטנדרטיים "האסטרונומיים הטובים ביותר למדידה על פני מרחקים קוסמולוגיים. Supernovae מסוג Ia הם גם המפתח לחיפוש אחר אנרגיה אפלה. תקיעות אלה שימשו כסימני מרחק למדידת כמה מהר היקום מתרחב.

עם זאת, בעיה פוטנציאלית היא שסופרנובות רחוקות עשויות להיות שונות מהאירועים הסמוכים, ובכך לבלבל את הצעדים. שייפר אמר שהדרך היחידה לפתור בעיה זו היא לזהות את סוג הכוכבים המתפוצצים כסופר-נובות מסוג Ia כך שניתן לחשב תיקונים. תוכניות הסופרנובה-קוסמולוגיה של הכסף הגדול הגדול מחייבות את התשובה לבעיה זו כדי להשיג את מטרת הקוסמולוגיה המדויקת שלה, "אמר שפר.

סוגים רבים של מערכות כוכבים הוצעו כנושאי העל הפוטנציאליים, כמו בינארי גמד לבן כפול שלא התגלו עד 1988, וכוכבים סימביוטיים שהם נדירים מאוד. אך אבות היוצרים המבטיחים ביותר הם הנושאים החוזרים ונשנים (RN) שהם בדרך כלל מערכות בינאריות עם חומר הזורם מכוכב נלווה אל גמד לבן. החומר מצטבר על פני הגמד הלבן עד שהלחץ מתגבר מספיק כדי לעורר תגובה תרמו-גרעינית (כמו פצצת H). ל- RNs יכולות להיות התפרצויות מרובות בכל מאה שנה (להבדיל מנואיות קלאסיות שיש בהן התפרצות אחת בלבד).

כדי לענות על השאלה אם RN הם צאצאי סופרנובה, ביצע שפר מחקר נרחב כדי להשיג תקופות מסלול של RN, שיעורי ההקרבה, תאריכי ההתפרצות, עקומות האור להתפרצות, והגודל הממוצע בין ההתפרצויות.

שאלה אחת גדולה הייתה האם היו מספיק תופעות RN כדי לספק את השיעור שנצפה בסופרנובות. שאלה נוספת הייתה אם התפרצות הנובא עצמה מפוצצת יותר חומר ממה שנצבר בין התפרצויות, כך שהגמד הלבן לא יזכה למסה.

בהתבוננות בתמונות השמיים הישנות, הוא היה מסוגל לספור את כל ההתפרצויות שהתגלו ולמדוד את תדירות התפרצויות ה- RN עד שנת 1890. הוא גם יכול היה למדוד את המסה שנפלה במהלך התפרצות על ידי מדידת זמני הליקוי בתמונות שנשמרו בארכיב, ואז להסתכל על המסה השינוי בתקופת מסלול ההתפרצות.

בכך הצליח שפר לענות על שתי השאלות: היו מספיק מקרים של RN כדי לספק מקורות לשיעור הסופרנובות מסוג Ia שנצפה. "עם 10,000 מחזורים חוזרים ונשנים בדרך החלב שלנו, המספרים שלהם גבוהים מספיק כדי להסביר את כל הסופרנובות מסוג Ia", אמר.

הוא גם מצא שמסתו של הגמד הלבן גוברת וקריסתו תתרחש תוך מיליון שנה לערך, ותגרום לסופרנובה מסוג Ia.

שייפר הגיע למסקנה כי בערך שליש מכל ה"נושאים הקלאסיים "הם באמת RNe עם התפרצויות של שניים או יותר במאה שעברה.

בעזרת ידע זה, תיאורטיקנים אסטרונומיים יכולים כעת לבצע את החישובים כדי לבצע תיקונים עדינים בשימוש בסופרנובות למדידת התפשטות היקום, מה שעשוי לעזור לחיפוש אחר אנרגיה אפלה.

תוצאה חשובה מחיפוש ארכיוני זה היא התחזית של RN שתפרץ בכל עת. RN בשם U Scorpii (U Sco) מוכן "לפוצץ", וכבר נוצר שיתוף פעולה עולמי גדול (המכונה 'USCO2009') בכדי לערוך תצפיות מרוכזות (באורכי גל רנטגן, אולטרה סגול, אופטיים ואינפרא אדום) של האירוע הקרוב. זו הפעם הראשונה שחיזוי בוטח מזהה באיזה כוכב ילך נובה ובאיזו שנה הוא יתפוצץ.

במהלך חיפוש זה גילה שפר גם RN חדש אחד (V2487 Oph), שש התפרצויות חדשות, חמש תקופות מסלול ושתי טיפות בהירות פתאומיות מסתוריות במהלך התפרצויות.

תגלית נוספת היא שיעילות הגילוי של נובה "נמוכה להחריד", אמר שפר, והיא בדרך כלל 4%. כלומר, רק רומן אחד מתוך 25 מצאו אי פעם אי פעם. שפר אמר שזו הזדמנות ברורה עבור אסטרונומים חובבים להשתמש במצלמות דיגיטליות כדי לפקח על השמיים ולגלות את כל ההתפרצויות החסרות.

שייפר השתמש בארכיונים מרחבי העולם, כאשר שני הארכיונים העיקריים היו המצפה במכללת הרווארד בבוסטון, מסצ'וסטס ובמטה של ​​האיגוד האמריקני של משקפי הכוכבים המשתנים (AAVSO) בקיימברידג ', מסצ'וסטס. בהרווארד אוסף של תמונות של שמיים וחצי שמיים ישנים המכסים את כל השמים עם 1000-3000 תמונות של כל כוכב שחזר לשנת 1890. ה- AAVSO הוא המסלקה לאינספור מדדים של בהירות כוכבים על ידי אלפי רבים של חובבים ברחבי העולם משנת 1911 עד מתנה.

מקור: אוניברסיטת לואיזיאנה, מסיבת העיתונאים של AAS בפגישה