Minkälaisesta supernovasta puhumme?
LSQ14fmg-niminen supernova sijaitsee 100 miljoonan valovuoden päässä meiltä
Mikä tämä tyyppi on?
Tyypin Ia supernovat ovat selkeä esimerkki siitä, kuinka sukupuuttoon kuollut valkoinen kääpiötähti ei ole niin turvallinen kuin luulimme.
Tyypin Ia supernovat ovat tähtiätai pikemminkin valon välähdyksiä, jotka ovat seurausta kauan sammuneen kosmisen tähden – valkoisen kääpiön – räjähdyksestä. Edellisessä lauseessa yksinkertaistimme valkoisen kääpiön määritelmää jonkin verran. Tarkkaan tieteellisesti puhuen tämä esine on palanut tähti, jonka lämpöydinreaktiot ovat pysähtyneet. Useimmat maailmankaikkeuden tähdet päättävät elinkaarensa tällä tavalla. Osoittautuu, että valkoinen kääpiö on evoluution kruunu sellaiselle tähdelle, jonka massa on suunnilleen sama kuin aurinkomme.
Tyypin Ia supernovan muodostuminen
Tätä pidettiin viime aikoihin asti, kun taas tutkijattyypin Ia supernovia ei ole löytynyt. Supernovae tyyppi Ia tai supernova räjähdys on tavanomainen nimi fysikaalis-kemialliselle reaktiolle valkoisen kääpiön sisällä, mikä johtaa melko voimakkaaseen räjähdykseen. Tämän räjähdyksen aikana vapautuu melko suuri määrä energiaa. Lisäksi tähden kirkkaus kasvaa samanaikaisesti useita tuhansia kertoja.
Jos tavallinen supernova tapahtuu johtuenYksinäisen valkoisen kääpiön räjähdys johtuen sen sisällä tapahtuvista prosesseista, uusimmat tieteelliset teoriat sanovat, että tyypin Ia supernovat ovat seurausta kahden valkoisen kääpiön yhdistämisestä. Kaksi lähistöllä olevaa valkoista kääpiötä ovat melko harvinainen ilmiö avaruudessa. Silti tällaisia esineitä esiintyy maailmankaikkeudessa. Useimmiten nämä ovat kaksoistähtijärjestelmien jäänteitä, jotka ovat gravitaatiolla yhteydessä toisiinsa.
Valkoinen kääpiö on "jäännös" tähdestä, jokanormaali elinkaarensa päättyi, lämpöydinreaktiot pysähtyivät ja ulkokuori irtosi evoluutioprosessin aikana. Eli itse asiassa valkoinen kääpiö on entisen tähden ydin, joka voi vain jäähtyä tulevaisuudessa.
Valkoinen kääpiö on kuitenkin erittäinsuuri tiheys ja painovoima, ja se voi kerätä ainetta. Tämä tapahtuu ensisijaisesti binaarijärjestelmissä, joissa toinen ja aluksi kevyempi ja siten vähemmän kehittynyt komponentti on lähestynyt punaista jättiläisvaihetta.
On tärkeää pitää mielessä, että Whitein kaksoisjärjestelmätkääpiöt avaruudessa ovat riittävän harvinaisia. Yleensä niitä on vain muutama tuhannesta löydetystä binääritähtijärjestelmästä. Kahden valkoisen kääpiön yhdistämisprosessi ennen tyypin Ia supernovan puhkeamista on melko pitkä prosessi, joka kestää keskimäärin 60 miljoonaa vuotta.
Mitkä ovat tällaisten supernoovien soihdut ja räjähdykset?
Binaarijärjestelmä, joka koostuu valkoisesta kääpiöstä jatavallinen tähti, on tyypin Ia supernovan syy. Tähdet, jotka ovat painovoiman vetovoiman sitomia, houkuttelevat vähitellen toisiinsa. Heti kun aine tähdestä alkaa virrata valkoiseen kääpiöön, sen massa alkaa vähitellen kasvaa. Heti kun se ylittää Chandrasekhar-kynnyksen, 1,38 aurinkomassaa, valkoisen kääpiön ytimen lämpötila alkaa nousta nopeasti, kunnes se saavuttaa hiilen polttamisen lämpötilan.
Syynä aineen ylivuotoon kahdesta tähdestälämpöydinreaktiot valkoisella kääpiöllä ovat syy sen uudelle räjähdykselle, jota tähtitieteilijät kutsuvat tyypin Ia supernovaksi. Tämän räjähdyksen aikana vapautuu valtava määrä energiaa ja valoa. Jos verrataan tyypin Ia supernovan kirkkautta aurinkokunnan päätähden kirkkauteen, voimme päätellä, että supernova lähettää valoa noin 10 tuhatta kertaa enemmän kuin Aurinko.
Kaikilla tyypin Ia supernoovilla on samataudinpurkauksen mekanismi. Lisäksi valkoisen kääpiömassan homogeenisuuden vuoksi tyypin Ia supernoovilla on sama suurin kirkkaus. Toisin sanoen, jos otamme kahden tyypin Ia supernovan kirkkauden, jotka sijaitsevat yhtä kaukana tarkkailijasta, niiden kirkkaus on sama.
Tyypin Ia supernovan spektri SN1998aq, yksi päivä purkauksen maksimin jälkeen
Tyypin Ia supernova elämä on oikeudenmukaistahetki, salama, räjähdys. Kuitenkin, koska useimmat tällaiset kohteet sijaitsevat huomattavan etäisyyden päässä aurinkokunnasta, voimme havaita tällaisesta tähdestä tulevan voimakkaan valovirran pitkän ajan kuluessa. Havaitsemme aina jälkikäteen tyypin Ia supernovaräjähdyksen - tämän valon vapauttanutta tähteä ei ole ollut olemassa pitkään aikaan.
Joten hänen havaintonsa on eräänlainen tarkastelumenneisyydessä. Esimerkiksi maanmiehet voivat nyt tarkkailla rapusumua - supernovaräjähdyksen jäännöksiä, jotka arabi- ja kiinalaiset tähtitieteilijät näkivät 4. heinäkuuta 1054. Salama oli näkyvissä 23 päivän ajan paljaalla silmällä, jopa päivällä. Vuonna 1968 pulsari PSR B0531 + 21 löydettiin sumun keskiosasta, joka säteili röntgensäde- ja radioalueilla, joka on supernovaräjähdyksen jälkeen jäljelle jäänyt neutronitähti, ja sen halkaisija on noin 25 km.
Kuinka tutkijat näkivät räjähdyksen?
Tähti löydettiin kaukoputkella,sijaitsee Etelä-Amerikassa ja Euroopassa. Tutkijat pystyivät määrittämään, että supernova aiheutti sitä ympäröivän kosmisen materiaalin voimakasta säteilyä: tämä osoittaa nikkelin radioaktiivista hajoamista ja hiilimonoksidin muodostumista.
Se oli todella ainutlaatuinen ja outo tapahtuma, ja selityksemme on yhtä mielenkiintoinen.
Artikkelin kirjoittaja
Mitä tapahtui?
Tutkijat analysoivat saatuja tietojateleskoopeilla Chilessä ja Espanjassa. Kävi ilmi, että tyypin Ia supernova (valkoinen kääpiöräjähdys) aiheutti ympäröivän kosmisen materiaalin päästävän voimakasta säteilyä, mikä osoittaa nikkelin radioaktiivisen hajoamisen ja hiilimonoksidin muodostumisen. Tämä antoi asiantuntijoille mahdollisuuden olettaa, että he havaitsivat tähdistön räjähdyksen, joka kuuluu asymptoottiseen jättimäiseen haaraan (AGB), muuttumassa planeettasumuksi.
Tämän tyyppiset tähdet käyvät läpi eräänlaisen elinkaaren. Ne ovat niin voimakkaita, että ne räjähtävät muotoillessaan galaksien kehitystä, ja ne ovat niin kirkkaita, että voimme tarkkailla niitä maasta.
Räjähdys johtui jättiläisen AGB: n jasen ympärillä oleva valkoinen kääpiö. Keskitähti menetti merkittävän määrän massaa tähtien tuulien takia, ennen kuin massan menetys yhtäkkiä lakkasi, ja muodostui tähtiaineen rengas, joka nähdään usein planeettasumuissa. Supernovan iskuaalto törmäsi renkaaseen, mikä lisäsi hitaasti kirkkautta.
Tilannekuva sinisestä lumiplaneettasumusta,Floridan osavaltion yliopiston observatorio. Supernova LSQ14fmg räjähti tämän kaltaisessa järjestelmässä suurella massahäviöllä keskitähdeltä. Kun massan menetys yhtäkkiä pysähtyi, tähtiympäristöön muodostui tähtimateriaalirengas / © Eric Hsiao
Tutkijat ehdottivat, että he näkivät tähden puhkeamisen näinkutsutaan asymptoottiseksi jättihaaraksi (AGB, tähtien evoluution ajanjakso, jonka läpi kaikki keskisuuret ja matalamassaiset tähdet kulkevat elämästään lopussa), muuttumalla planeettasumuksi.
Mitä tämä tarkoittaa tiedeyhteisölle?
Tutkijat ovat saaneet vakuuttavia todisteita ensimmäistä kertaatodisteita siitä, että tyypin Ia supernova voi räjähtää jättiläistähtijärjestelmässä matkalla planetaariseksi sumuksi. Tämä on tärkeä askel tällaisten supernovatyyppien alkuperän ymmärtämisessä – tähän asti tiedemiehet eivät tienneet niistä juurikaan, paitsi että ne ovat seurausta valkoisten kääpiöiden räjähdyksestä.
Näiden esineiden tutkiminen auttaa myös parantamaan ymmärrystä pimeän aineen luonteesta, koska supernoovat Ia ovat tärkeä työkalu sen tutkimiseen.
Lue myös:
Venäjän COVID-19-rokote saapui siviililiikkeeseen, mutta siitä on valitettu paljon
Sairauspäivänä 3 useimmat COVID-19-potilaat menettävät hajuaistunsa ja kärsivät usein nenästä
Tutkijat ovat selvittäneet, miksi lapset ovat vaarallisimpia COVID-19: n kantajia