Tutkijat ovat tallentaneet ainutlaatuisen kosmisen supernovaräjähdyksen. Mitä tämä tarkoittaa tieteelle

Minkälaisesta supernovasta puhumme?

LSQ14fmg-niminen supernova sijaitsee 100 miljoonan valovuoden päässä meistä

planeetan ja sen löysivät tutkijat Floridan osavaltion yliopistosta (USA). Se luokiteltiin tyypiksi Ia.

Mikä tämä tyyppi on?

Tyypin Ia supernovat ovat erinomainen esimerkki siitä, että sukupuuttoon kuollut kääpiötähti ei ole niin turvallinen kuin aikaisemmin ajattelimme.

Tyypin Ia supernovat ovat tähtiätai pikemminkin valon välähdyksiä, jotka ovat seurausta kauan kuolleen kosmisen ruumiin - valkoisen kääpiön - räjähdyksestä. Edellisessä lauseessa yksinkertaistimme jonkin verran valkoisen kääpiön määritelmää. Tieteellisesti ottaen tämä esine on palanut tähti, jossa ydinreaktiot ovat loppuneet. Suurin osa maailmankaikkeuden tähdistä lopettaa elinkaarensa tällä tavalla. On käynyt ilmi, että valkoinen kääpiö on tähden evoluution kruunu, suunnilleen sama massa kuin Aurinko.

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 tapahtuuyksinäisen valkoisen kääpiön räjähdys hänen sisällä tapahtuvien prosessien vuoksi, sitten uusimmat tieteelliset teoriat sanovat, että tyypin Ia supernovat ovat seurausta kahden valkoisen kääpiön sulautumisesta. Kaksi valkoista kääpiötä lähellä on harvinaista esiintymistä avaruudessa. Sellaisia ​​esineitä löytyy kuitenkin maailmankaikkeudesta. Useimmiten nämä ovat binaaristen tähtijärjestelmien jäännöksiä, jotka ovat painovoimaisesti yhteydessä toisiinsa.

Valkoinen kääpiö on tähteen "jäännös"normaalin elinkaarensa päätyttyä, ydinreaktiot loppuivat ja evoluutioprosessissa oleva ulkokuori heitettiin pois. Itse asiassa valkoinen kääpiö on entisen tähden ydin, joka tulevaisuudessa voi vain jäähtyä.

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 supernovan elämä on oikeudenmukaistavälitön, salama, räjähdys. Koska suurin osa näistä esineistä sijaitsee kuitenkin huomattavan matkan päässä aurinkokunnasta, voimme kuitenkin tarkkailla tällaisesta tähdestä tulevaa voimakasta valovirtaa pitkään. Havaitsemme aina tyypin Ia supernovan puhkeamisen tosiasian jälkeen - tätä valoa vapauttavaa tähteä ei todellisuudessa ole ollut kauan.

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 käyttämällä kaukoputkiaEtelä-Amerikassa ja Euroopassa. Tutkijat onnistuivat selvittämään, että supernova aiheutti ympäröivän avaruusmateriaalin päästävän 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.

Tämäntyyppiset tähdet käyvät läpi eräänlaisen elinkaaren. Ne ovat niin voimakkaita, että räjähdyksen seurauksena ne muokkaavat galaksien evoluutiota ja ovat niin kirkkaita, että voimme tarkkailla niitä maapallolta.

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?

Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat saaneet vakuuttaviatodiste siitä, että tyypin Ia supernova voi räjähtää jättiläistähtien järjestelmässä matkalla kohti planeettasumuja. Ja tämä on tärkeä askel tämän tyyppisen supernovan alkuperän ymmärtämisessä - ennen sitä tiedemiehet tiesivät heistä vähän, 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