У минулому білі карлики вибухали при менших масах, ніж сьогодні. До такого висновку прийшли американські астрономи, які виміряли відносний вміст нікелю - елемента, який синтезується при спалахах наднових типу Ia - в зірках з давніх галактик. Сьогодні наднові, що утворилися після смерті білих карликів, використовуються при оцінці відстані до сусідніх галактик, тому визначення властивостей світил до вибуху може допомогти краще оцінити якість сучасних вимірювань. З чим пов'язана така незвичайна поведінка, однак ще належить вивчити, пишуть вчені в.
До кінця свого життя більшість зірок, схожих на наше Сонце, перетворюються на тьмяні щільні білі карлики, розмір яких близький до розміру Землі. Маса деяких з них може перевершувати сонячну майже в два рази, в той час як інші можуть виявитися наполовину менше. Як і інші зірки, білі карлики іноді вибухають, утворюючи при цьому наднові типу Ia. Вважається, що відбувається це, коли зірка перевищує критичну масу, так звана межа Чандрасекара, яка становить близько 1,4 сонячних мас.
Оскільки вибух надновий відбувається в момент перевищення межі Чандрасекара, абсолютну яскравість спалахів наднових типу Ia можна досить добре передбачити, а за співвідношенням абсолютної і видимої яскравості наднових астрономи визначають реальну відстань до галактики, в якій стався спалах. Саме на підставі таких досліджень, наприклад, вдалося довести, що Всесвіт розширюється з прискоренням.
У новій роботі астрономам під керівництвом Евана Кірбі (Evan Kirby) з Каліфорнійського технічного інституту, однак, вдалося показати, що вибухи наднових типу Ia можливі навіть у тому випадку, якщо білий карлик не досяг граничної маси. Для цього вони вивчили хімічний склад червоних гігантів у стародавніх галактиках із зореутворенням за допомогою телескопа Keck II.
При вибуху наднових типу Ia синтезуються важкі елементи, які «забруднюють» навколишній простір: у число таких елементів входять різні метали, включаючи залізо, нікель і марганець. Чим масивнішою була зірка до вибуху, тим більше металів буде викинуто в космос, і тим більше важких елементів осяде в нових світилах, які сформуються в цій області.
У даному випадку кількість нікелю, що міститься в зірках, може вказувати на те, наскільки масивними були стародавні білі карлики. Проведений вченими аналіз показав, що відносний вміст цього елемента в червоних гігантах виявився відносно невеликим (від [Ni/Fe] Ia = ‑ 0.68 в карликовій галактиці Мала Ведмедиця до _ 0.13 в карликовій галактиці Лев II). Згідно з розрахунками, маса білих карликів у таких галактик була порівнянна з масою Сонця, що менше межі Чандрасекара.
У той же час в більш сучасних галактиках вміст нікелю в зірках було вище, що, ймовірно, говорить про те, що чим більше часу проходило з Великого вибуху, тим велика маса потрібна білим карликам для вибуху.
Астрономи поки що не можуть пояснити причину спостережуваних змін, але вважають, що такий механізм міг бути досить поширений у ранньому Всесвіті. У майбутньому вони планують перевірити свої результати, оцінивши також і відносний вміст марганцю, оскільки він ще більш чутливий до маси батьківських зірок.
Розуміння процесів, які призводять до вибуху наднових типу Ia важливо для астрономії, так як ці наднові використовуються в якості «стандартних свічок» поряд з цефеїдами і змінними RR Ліри. Вивчення того, якими білі карлики були до вибуху і що його викликало, допоможе відкалібрувати існуючі вимірювання і краще зрозуміти поведінку темної матерії, яку вивчають, вимірюючи в тому числі і швидкість розширення Всесвіту.
У 2017 році міжнародна група астрономів вперше виявила зірку, яка пережила вибух наднової Ia типу, що теж важливо для розуміння надійності сучасних вимірювань.