Neseniai paskelbtuose straipsniuose mokslininkai apskaičiavo, kad supernovos branduolio žlugimas Paukščių Take yra 1.63 ± 0.46 įvykio per šimtmetį. Todėl, atsižvelgiant į paskutinį supernovos įvykį, SN 1987A buvo pastebėta prieš 35 metus 1987 m., kito supernovos įvykio Paukščių Take galima tikėtis bet kuriuo metu artimiausioje ateityje.
Gyvenimo eiga a žvaigždė ir supernova
Milijardų metų skalėje žvaigždės išgyvena gyvenimo eigą, jie gimsta, pasensta ir galiausiai miršta dėl sprogimo ir vėliau žvaigždžių medžiagų pasklidimo į tarpžvaigždines erdvė kaip dulkės ar debesis.
A gyvenimas žvaigždė prasideda ūke (dulkių, vandenilio, helio ir kitų jonizuotų dujų debesyje), kai gravitacinis milžiniško debesies griūtis sukelia protožvaigždę. Tai toliau auga, kaupiasi dujos ir dulkės, kol pasiekia galutinę masę. Galutinė masė žvaigždė nulemia jos gyvavimo trukmę ir tai, kas nutinka žvaigždei per jos gyvenimą.
visi žvaigždės energiją gauna iš branduolių sintezės. Branduolinis kuras, degantis šerdyje, dėl aukštos šerdies temperatūros sukuria stiprų išorinį slėgį. Tai subalansuoja vidinę gravitacijos jėgą. Pusiausvyra sutrinka, kai šerdyje baigiasi kuras. Temperatūra krenta, išorinis slėgis mažėja. Dėl to vidinio suspaudimo gravitacinė jėga tampa dominuojančia, priversdama šerdį susitraukti ir sugriūti. Kokia žvaigždė galiausiai baigsis po griūties, priklauso nuo žvaigždės masės. Supermasyvių žvaigždžių atveju, kai branduolys per trumpą laiką subyra, sukuria milžiniškas smūgines bangas. Galingas, šviečiantis sprogimas vadinamas supernova.
Šis trumpalaikis astronominis įvykis įvyksta paskutiniame žvaigždės evoliucijos etape ir palieka supernovos likučius. Priklausomai nuo žvaigždės masės, liekana gali būti neutroninė žvaigždė arba a Juodoji skylė.
SN 1987A, paskutinė supernova
Paskutinis supernovos įvykis buvo SN 1987A, kuri buvo pastebėta pietiniame danguje prieš 35 metus 1987 m. vasario mėn. Tai buvo pirmasis toks supernovos įvykis, matomas plika akimi nuo Keplerio 1604 m. Įsikūręs netoliese esančiame Didžiajame Magelano debesyje (palydovas). galaktika Paukščių Tako), tai buvo viena ryškiausių sprogstančių žvaigždžių, matytų per daugiau nei 400 metų, kuri kelis mėnesius degė 100 milijonų saulės galia ir suteikė unikalią galimybę ištirti fazes prieš mirtį, jos metu ir po jos. žvaigždė.
Supernovos tyrimas yra svarbus
Supernovos tyrimas yra naudingas keliais būdais, pavyzdžiui, matuojant atstumus erdvė, supratimas apie plėtimąsi visata ir žvaigždžių prigimtį kaip visų elementų gamyklas, iš kurių gaminama viskas (įskaitant mus), randama visata. Sunkesni elementai, susidarę dėl branduolių sintezės (lengvesnių elementų) žvaigždžių šerdyje, taip pat naujai sukurti elementai branduolio žlugimo metu pasiskirsto visame pasaulyje. erdvė supernovos sprogimo metu. Supernovos atlieka pagrindinį vaidmenį paskirstant elementus visame pasaulyje visata.
Deja, praeityje nebuvo daug galimybių atidžiai stebėti ir ištirti supernovos sprogimą. Atidus supernovos sprogimo mūsų namuose stebėjimas ir tyrimas galaktika Paukščių takas būtų nuostabus, nes tokiomis sąlygomis tyrimas niekada negalėjo būti atliktas Žemės laboratorijose. Taigi būtina aptikti supernovą, kai tik ji prasideda. Bet kaip žinoti, kada prasidės supernovos sprogimas? Ar yra kokia nors išankstinio perspėjimo sistema, užkertanti kelią supernovos sprogimui?
Neutrinas, supernovos sprogimo švyturys
Maždaug savo gyvavimo pabaigoje, kai žvaigždei pritrūksta lengvesnių elementų, kaip kuro ją varančiai branduolių sintezei, dominuoja vidinis gravitacinis postūmis, o išoriniai žvaigždės sluoksniai pradeda kristi į vidų. Šerdis pradeda griūti ir per kelias milisekundes šerdis taip suspaudžiama, kad elektronai ir protonai susijungia į neutronus ir kiekvienam susidariusiam neutronui išsiskiria neutrinas.
Taip susidarę neutronai sudaro protoneutroninę žvaigždę žvaigždės šerdyje, ant kurios likusi žvaigždės dalis krenta žemyn veikiant intensyviam gravitaciniam laukui ir atsimuša atgal. Sukurta smūginė banga suardo žvaigždę, palikdama vienintelę šerdies liekaną (neutroninę žvaigždę arba a Juodoji skylė priklausomai nuo žvaigždės masės) už ir likusi žvaigždės masė išsisklaido į tarpžvaigždinę erdvė.
Didžiulis pliūpsnis neutrinai susidaręs dėl gravitacinio šerdies kolapso ištrūkimo į išorę erdvė netrukdomas dėl savo nesąveiko pobūdžio su medžiaga. Apie 99% gravitacinės rišamosios energijos išeina kaip neutrinai (prieš fotonus, kurie yra įstrigę lauke) ir veikia kaip supernovos sprogimui trukdantis švyturys. Šiuos neutrinus Žemėje gali užfiksuoti neutrinų observatorijos, kurios savo ruožtu veikia kaip ankstyvas įspėjimas apie galimą optinį supernovos sprogimo stebėjimą.
Išbėgantys neutrinai taip pat suteikia unikalų langą į ekstremalius įvykius sprogstančios žvaigždės viduje, o tai gali turėti įtakos pagrindinių jėgų ir elementariųjų dalelių supratimui.
„Supernova“ ankstyvojo įspėjimo sistema (NAUJA)
Paskutinės stebėtos branduolio žlugimo supernovos (SN1987A) metu šis reiškinys buvo stebimas plika akimi. Neutrinai buvo aptikti dviem vandens Cherenkov detektoriais – Kamiokande-II ir Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) eksperimentu, kuris stebėjo 19 neutrinų sąveikos įvykių. Tačiau neutrinų aptikimas gali veikti kaip švyturys arba pavojaus signalas, trukdantis optiniam supernovos stebėjimui. Dėl to įvairios observatorijos ir astronomai negalėjo laiku imtis veiksmų, kad galėtų ištirti ir rinkti duomenis.
Nuo 1987 m. neutrinų astronomija labai pažengė į priekį. Dabar įdiegta perspėjimo apie supernovą sistema SNWatch, kuri užprogramuota taip, kad ekspertams ir atitinkamoms organizacijoms būtų pranešta apie galimą supernovos pastebėjimą. Be to, visame pasaulyje yra neutrinų observatorijų tinklas, vadinamas „Supernova Early Warning System“ (SNEWS), kuris sujungia signalus, kad pagerintų aptikimo patikimumą. Apie bet kokią įprastą veiklą atskiri detektoriai praneša centriniam NAUJIENŲ serveriui. Be to, neseniai SNEWS buvo atnaujintas į SNEWS 2.0, kuris taip pat pateikia mažesnio pasitikėjimo įspėjimus.
Neatidėliotina supernova Paukščių Take
Neutrinų observatorijos, pasklidusios visame pasaulyje, siekia pirmą kartą aptikti neutrinus, atsirandančius dėl gravitacinio mūsų namuose esančių žvaigždžių žlugimo. galaktika. Todėl jų sėkmė labai priklauso nuo supernovos branduolio žlugimo greičio Paukščių Take.
Neseniai paskelbtuose straipsniuose mokslininkai apskaičiavo, kad supernovos branduolio griūties Paukščių Take greitis yra 1.63 ± 0.46 įvykio per 100 metų; maždaug nuo vienos iki dviejų supernovų per šimtmetį. Be to, skaičiavimai rodo, kad laiko intervalas tarp branduolio supernovos žlugimo Paukščių Take gali būti nuo 47 iki 85 metų.
Todėl, atsižvelgiant į paskutinį supernovos įvykį, SN 1987A, buvo pastebėta prieš 35 metus, kito supernovos įvykio Paukščių Take galima tikėtis bet kuriuo metu artimiausioje ateityje. Sujungus neutrinų observatorijas, kad aptiktų ankstyvus sprogimus, ir įdiegus atnaujintą Supernovos ankstyvojo įspėjimo sistemą (SNEW), mokslininkai galės atidžiai išnagrinėti kitus ekstremalius įvykius, susijusius su mirštančios žvaigždės sprogimu supernovoje. Tai būtų svarbus įvykis ir unikali galimybė ištirti fazes prieš žvaigždės mirtį, jos metu ir po jos, siekiant geriau suprasti visata.
***
Šaltiniai:
- Fejerverkai galaktika, NGC 6946: kaip tai padaryti galaktika toks ypatingas? Mokslinis Europos. Paskelbta 11 m. sausio 2021 d http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Supernovos neutrinų aptikimas. Preprint axRiv. Galimas adresu https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, et al 2021 m. NAUJIENOS 2.0: naujos kartos supernovos išankstinio perspėjimo sistema, skirta kelių pasiuntinių astronomijai. New Journal of Physics, 23 tomas, 2021 m. kovo mėn. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F. ir Cappellaroc E., 2021. Apie branduolių supernovų griūties pieno kelyje greitį. Naujasis astronomijos tomas 83, 2021 m. vasario mėn., 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv galima rasti adresu https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Istorija: Paukščių Tako supernovų pasiskirstymas danguje, aptinkamumas ir plika akimi dažnis. Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai, 507 tomas, 1 leidimas, 2021 m. spalio mėn., 927–943 puslapiai, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Galima įsigyti adresu https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
