G299 je elegantní pozůstatek supernovy typu Ia, která explodovala asi 2 500 př. n. l. Kredit: NASA/CXC/U.Texas.

Když vyhoří hvězda podobná našemu Slunci, tak obvykle skončí jako bílý trpaslík, hvězdný oharek, který postupně vychládá. Někteří bílí trpaslíci ale mají mnohem výbušnější osud. Explodují jako supernova, kterým se říká supernova typu Ia. K těmto monumentálním explozím obvykle dochází v těsných dvojhvězdách, ve který bílý trpaslík krade hmotu hvězdného partnera. Když krádežemi zvýší svou hmotnost nad určitou mez, tak se zažehne jako supernova.

Klasický model supernovy typu Ia. Kredit: NASA, ESA and A. Feild (STScI), chris.

Tento limit je stále stejný. Bílí trpaslíci explodují jako supernova typu Ia vždy se stejnou jasností, čehož astronomové nadšeně využívají při měření vzdáleností ve vesmíru. Supernovy typu Ia hrají roli takzvaných standardních svíček. Jenomže, vesmír je plný překvapení. Postupně se ukázalo, že některé supernovy tohoto typu jsou méně jasné než by měly být. Což nedává smysl.

Chuck Horowitz z Indiana University a Matt Caplan z Illinois State University ve své nové studii navrhují, že by někteří bílí trpaslíci mohli vybuchnout jako supernova, aniž by měli hvězdného partnera, kterému by kradli hmotu. Byly by to supernovy single trpaslíků.

Bílí trpaslíci jsou vlastně stlačená jádra vyhořelých hvězd, jejichž hmotnost původně nepřevyšovala 10 Sluncí. Tvoří je především uhlík s kyslíkem, mezi nimiž je přimíseno ještě pár dalších chemických prvků, včetně uranu. Jak bílí trpaslíci vychládají, tak nejtěžší atomy v jejich materiálu klesají jako první do nitra trpaslíka.

Matt Caplan. Kredit: Matt Caplan, Illinois State University.

Podle Horowitze a Caplana se může stát, že v takovém bílém trpaslíku vzniknou nejmenší jaderné bomby ve vesmíru. Jsou to nepatrné vločky radioaktivního uranu, které vzniknou poslepováním jednotlivých atomů tohoto prvku. Když se do takové explozivní vločky záhy po jejím vzniku strefí náhodně prolétající neutron, tak může spustit jadernou štěpnou reakci, která pak může nastartovat lavinu takových reakcí, jako při explozi jaderné pumy. Jaderná exploze uranových vloček může zažehnout celého trpaslíka a ten se odpálí jako supernova. Jak říká Caplan, jako když jiskra zažehne sud se střelným prachem.

Aby k tomu došlo, muselo by tam být spousta uranu-235. To znamená, že by tento mechanismus fungoval jen u bílých trpaslíků, kteří vznikli z největších hvězd, u nichž je to ještě možné. Takové hvězdy žijí kratší dobu, než třeba Slunce a na bílého trpaslíka by zbylo dost uranu.

Ostatní astrofyziky to zaujalo, i když jsou spíše skeptičtí. Ryan Foley z americké University of California, Santa Cruz to nevidí moc nadějně. Byl by ale rád, kdyby takový mechanismus fungoval, protože je fascinující. Jak se zdá, Horowitzův a Caplanův model je fyzikálně možný. Není ale jasné, zda se to skutečně ve vesmíru děje. Badatelé to hodlají důkladně modelovat a třeba něco napoví i další pozorování.

Literatura

Live Science 10. 3. 2021.

arXiv:2103.02122.