Astronomen van de Universiteit van Warwick hebben, in samenwerking met de Universiteit van Leicester, simulaties uitgevoerd van de samensmelting van twee witte dwergsterren onder verschillende omstandigheden. Hun resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, helpen ons de zeldzame maar krachtige gebeurtenissen te begrijpen die bekend staan ​​als Type Ia-supernovae.

Witte dwergen zijn de overblijfselen van sterren met een lage tot middelmatige massa die hun brandstof hebben verbrand. In binaire systemen kunnen twee witte dwergen om elkaar heen draaien en, onder de juiste omstandigheden, samensmelten tot een massievere witte dwerg. Als deze samengevoegde witte dwerg een kritische massa overschrijdt, zal hij een thermonucleaire explosie ondergaan die bekend staat als een Type Ia-supernova.

Type Ia-supernovae spelen een belangrijke rol in veel gebieden van de astrofysica, van het begrijpen van de chemische evolutie van het heelal tot het meten van afstanden tot sterrenstelsels. De exacte details van hoe witte dwergen samensmelten en exploderen zijn echter nog steeds niet volledig begrepen.

Om meer inzicht te krijgen in dit proces voerde het onderzoeksteam een ​​reeks simulaties uit met behulp van de Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)-code, Nyx, ontwikkeld door de Universiteit van Leicester. De onderzoekers simuleerden verschillende beginomstandigheden, waaronder de massa van de witte dwergen, hun aanvankelijke scheiding en hun rotatiesnelheid.

Ze ontdekten dat de meest voorkomende uitkomst van de fusie een thermonucleaire explosie is als de totale massa van het systeem boven een kritische limiet komt, die afhankelijk is van de gebruikte toestandsvergelijking. De simulaties toonden ook aan dat de rotatie van de witte dwergen de uitkomst van de fusie aanzienlijk kan beïnvloeden, wat kan leiden tot de vorming van een zwart gat in plaats van een supernova als de rotatie erg snel is.

Deze simulaties leveren waardevolle informatie op voor het begrijpen van de omstandigheden die nodig zijn voor het ontstaan ​​van Type Ia-supernova's. Daarnaast plannen de onderzoekers vervolgsimulaties om andere aspecten van het fusieproces van binaire witte dwergen te onderzoeken, inclusief de rol van magnetische velden en de impact van aanvullende fysieke effecten, zoals neutrino-emissie, om deze krachtige gebeurtenissen volledig te begrijpen.