Dotychczasowe badania pokazywały, że białe karły mogą kończyć swoje żywota, wybuchając jako supernowe typu Ia. Do dziś wiemy niewiele o czynnikach, które te kosmiczne eksplozje powodują. Podejrzewa się, że dochodzi do nich po nagromadzeniu przez białego karła zbyt dużych ilości materii pochodzącej z jego towarzysza w układzie podwójnym. Dla porównania, jako supernowe typu II wybuchają gwiazdy ciągu głównego, gdy te zaczynają się zapadać po osiągnięciu przez ich jądra pewnej krytycznej masy. Teraz astronomowie sugerują, że białe karły mogą wybuchać jako supernowe typu Ia także z innego powodu, gdy w ich obrębie dojdzie wcześniej do eksplozji jądrowej.
Zasługa promieniotwórczych pierwiastków
Gdy biały karzeł się ochładza, w jego jądrze powstają uran i inne ciężkie, radioaktywne pierwiastki znane jako aktynowce. Raz na jakiś czas dochodzi tam do spontanicznego rozszczepienia jąder atomów tych pierwiastków. Wówczas uwalniane są energia i subatomowe cząstki takie jak neutrony, które mogą rozbijać pobliskie atomy.
Jeżeli ilość aktynowców w rdzeniu białego karła przekroczy pewną masę krytyczną, istnieje szansa, że dojdzie w nim do niekontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepiania jąder. W rezultacie może nastąpić z kolei inna reakcja łańcuchowa – niekontrolowana i samopodtrzymująca się reakcja łączenia się atomów, generująca ogromne ilości energii. Podobne reakcje wykorzystują ładunki termojądrowe stworzone przez człowieka.
Gwiezdna bomba atomowa
Jak pokazały symulacje komputerowe i badania, w jądrach białych karłów może dochodzić do fuzji takich pierwiastków jak węgiel i tlen. Powstała w rezultacie eksplozja jądrowa powinna być w stanie zapoczątkować wybuch białego karła w formie supernowej.
„Warunki niezbędne do stworzenia i zdetonowania bomby atomowej wydawały się bardzo trudne. Byłem zaskoczony, że warunki te mogą zostać spełnione naturalnie wewnątrz bardzo gęstego białego karła.”, powiedział jeden z autorów pracy poświęconej teorii, Charles Horowitz, specjalista w dziedzinie astrofizyki nuklearnej z Uniwersytetu Indiany. „Jeśli to prawda, odmieni to sposób myślenia o termojądrowych supernowych i być może o innych astrofizycznych eksplozjach.”
Jak wiele białych karłów może wybuchać jako supernowe za sprawą termojądrowych reakcji łańcuchowych w ich wnętrzu? Zdaniem badaczy około połowa. W szczególności, nowa teoria może tłumaczyć wybuchy tych supernowych Ia, które mają miejsce w ciągu miliarda lat od powstania białego karła, ponieważ cześć ich uranu wciąż nie doznała połowicznego rozpadu. Starsze białe karły mogą z kolei wybuchać jako supernowe typu Ia w wyniku zderzenia dwóch białych karłów.
Kto wie, może w przyszłości w jakiś sposób uda się powyższą teorię potwierdzić, a nawet wykryć supernowe, które powstały na drodze opisanych procesów. Ciekawe jakie jeszcze tajemnice skrywa przed nami Wszechświat.
Źródło: Space.com, fot. tyt. Canva