Le Dr Shing Chi Leung, professeur adjoint de physique à SUNY Poly, a publié un article de synthèse en tant qu’auteur principal sur l’origine des supernovae de type Ia. L’article est co-écrit avec le Dr Ken’ichi Nomoto, professeur émérite de l’Université de Tokyo, dans les actes de La seizième réunion Marcel Grossmann sur la relativité générale.
La réunion MG est un événement triennal, fondé en 1975 par Remo Ruffini et Abdus Salam dans le but de passer en revue les développements de la gravitation et de la relativité générale en mettant l’accent sur les fondements mathématiques et les prédictions physiques. Il favorise la discussion sur les progrès récents de la gravitation, de la relativité générale et des théories relativistes des champs, en mettant l’accent sur les fondements mathématiques, les prédictions physiques et les tests expérimentaux. Les réunions précédentes ont eu lieu à Trieste, Shanghai, Kyoto et d’autres grandes villes. Le Dr Leung a été invité à présenter une conférence de synthèse sur les progrès récents des supernovae de type Ia.
Les supernovae de type Ia sont connues pour être l’explosion de naines blanches carbone-oxygène. Ces objets sont le point final des étoiles dont la masse est comprise entre 3 et 8 fois celle du soleil. Les supernovae de type Ia sont déclenchées par une combustion instable de la matière sur la naine blanche, ce qui conduit plus tard à un emballement thermonucléaire et à une explosion. Cependant, l’image détaillée de comment et quand l’explosion a lieu est très floue.
Théoriquement, la question de savoir si la naine blanche explose à la masse de Chandrasekhar, c’est-à-dire la masse au-dessus de laquelle la naine blanche devient dynamiquement instable, fait l’objet d’un débat de longue haleine. Jusqu’à présent, il n’y a pas de consensus sur le canal (masse de Chandrasekhar ou masse sous-Chandrasekhar) qui est le canal dominant dans la population de supernova. Connaître ces supernovae est important car les supernovae de type Ia contribuent à 20 à 30% de toutes les supernovae, et elles sont utilisées pour sonder l’expansion cosmique.
Dans l’article, l’équipe a utilisé l’élément chimique manganèse comme clé pour sonder le principal canal d’explosion. La production de cet élément nécessite une densité élevée (quelques milliards de fois la densité de l’eau) et une température élevée (supérieure à 5 milliards de Kelvin) lors d’une explosion de supernova. Et la supernova de masse de type Ia de Chandrasekhar est le seul type qui crée ces conditions lors de l’explosion. L’équipe a modélisé certains restes de supernova dans la galaxie récemment observés (par exemple, 3C 397). Ils ont découvert que les fortes abondances de manganèse dans ces objets favorisent le modèle de masse de Chandrasekhar.
L’équipe a également observé des indices similaires provenant d’étoiles de la galaxie. En organisant les étoiles de la plus ancienne à la plus jeune, telles qu’elles ont été recueillies lors de récents relevés stellaires (par exemple, APOGEE), afin d’expliquer la tendance du manganèse à travers les générations d’étoiles, ils ont découvert qu’une fraction importante des supernovae de type Ia doit être de masse blanche de Chandrasekhar. nains. Les deux résultats préconisent le modèle de masse de Chandrasekhar comme canal d’explosion dominant.
Les futures observations des abondances chimiques sur les objets astrophysiques par des missions telles que la mission d’imagerie et de spectroscopie par rayons X (XRISM, qui sera lancée en 2023) mesureront les abondances chimiques de systèmes plus astrophysiques (par exemple, les restes de supernova, les étoiles, les galaxies). Ces données haute résolution briseront la dégénérescence de l’image actuelle.
Plus d’information:
Shing-Chi Leung et al, Supernovae de type Ia et leur nucléosynthèse explosive : Contraintes sur les progéniteurs, La seizième réunion Marcel Grossmann (2023). DOI : 10.1142/9789811269776_0374
Fourni par l’Institut polytechnique SUNY