Across the Type Ia Supernova-Verse: From Type Ia Supernova Remnants to Binary Love Stories in Their Previous Life

Abstract

Type Ia supernovae (SNe Ia) have been used as standard candles to discover the accelerating expansion of the universe, leading to the revelation of dark energy and the award of 2011 Nobel Prize in Physics to astronomers. Important as they are, SNe Ia are not fully understood. We still argue about how they explode. It is not clear whether they originate from (1) a single-degenerate (SD) origin in which white dwarfs accreting from binary companion stars or (2) a double-degenerate (DD) origin results from mergers of two white dwarfs. To probe the nature of SNe Ia, we search for clues to their previous life in the remains of explosions, called supernova remnants (SNRs). If a surviving companion or a dense circumstellar medium from the progenitor's mass loss is detected, the SD origin can be affirmed. Over the past decades, no surviving companions within SNRs Ia have been unambiguously found in the Milky Way. We thus decided to push the envelope to other galaxies. Using images and spectra of stars and ionized gas, we find that the SD origin for SNe Ia could be more prevalent than people previously thought.

Resumen

Las supernovas de tipo Ia (SNe Ia) se han utilizado como candelas esta ́ndar para descubrir la expansión acelerada del universo, lo que llevoá la revelación de la energía oscura y a la concesión del Premio Nobel de Física de 2011 a los astrónomos. Por importantes que sean, las SNe Ia no se comprenden completamente. Todavía discutimos sobre co ́mo explotan. No esta ́ claro si se originan a partir de: (1) un origen degenerado simple (SD) en el que las enanas blancas acretan de estrellas binarias compañeras o (2) un origen degenerado doble (DD) que resulta de la fusión de dos enanas blancas. Para investigar la naturaleza de SNe Ia, buscamos pistas sobre su vida anterior en los restos de explosiones, llamados remanentes de supernova (SNR). Si se detecta un compañero superviviente o un medio circunestelar denso debido a la pérdida de masa del progenitor, se puede afirmar el origen de la SD. Durante lasúltimas décadas, no se ha encontrado de manera inequívoca en la Vía La ́ctea ningún compañero superviviente dentro de las SNR Ia. Por lo tanto, decidimos ampliar los límites hacia otras galaxias. Utilizando ima ́genes y espectros de estrellas y gas ionizado, encontramos que el origen SD de SNe Ia podría ser más frecuente de lo que se pensaba anteriormente.