מדענים תיעדו פיצוץ סופרנובה קוסמי ייחודי. מה זה אומר עבור המדע

על איזה סוג של סופרנובה אנחנו מדברים?

סופרנובה בשם LSQ14fmg ממוקמת במרחק של 100 מיליון שנות אור משלנו

כוכב הלכת והתגלה על ידי מדענים מאוניברסיטת פלורידה סטייט (ארה"ב). היא סווגה בתור מה שנקרא סוג Ia.

מה זה סוג זה?

סופרנובות מסוג Ia הן דוגמה ברורה לכך שכוכב ננס לבן שנכחד אינו בטוח כמו שחשבנו בעבר.

סופרנובות מסוג Ia הן כוכביםאו ליתר דיוק, הבזקי אור שהם תוצאה של פיצוץ של כוכב קוסמי שנכחד מזמן - ננס לבן. במשפט הקודם פישטנו במידת מה את ההגדרה של גמד לבן. אם מדברים באופן מדעי למהדרין, העצם הזה הוא כוכב שרוף שהתגובות התרמו-גרעיניות שלו פסקו. רוב הכוכבים ביקום מסיימים את מחזור חייהם בדרך זו. מסתבר שגמד לבן הוא כתר האבולוציה של כוכב בעל מסה זהה לזו של השמש שלנו.

סוג היווצרות סופרנובה מסוג Ia

זה נחשב עד לאחרונה, בעוד מדעניםלא נמצאו סופרנובות מסוג Ia. סופרנובות מסוג Ia או פיצוץ סופרנובה הוא שם מקובל לתגובה פיזיקוכימית בתוך גמד לבן, מה שמוביל לפיצוץ חזק למדי. במהלך פיצוץ זה משתחררת כמות די גדולה של אנרגיה. בנוסף, בהירות הכוכב בו זמנית עולה כמה אלפי פעמים.

אם מתרחשת סופרנובה רגילה עקבפיצוץ של גמד לבן בודד עקב התהליכים המתרחשים בתוכו, אז התיאוריות המדעיות האחרונות אומרות שסופרנובות מסוג Ia הן תוצאה של מיזוג של שני ננסים לבנים. שני גמדים לבנים הנמצאים בסמוך הם תופעה נדירה למדי בחלל. עם זאת, עצמים כאלה אכן מתרחשים ביקום. לרוב אלו הם שרידים של מערכות כוכבים בינאריות, המחוברות זו לזו מבחינה כבידה.

גמד לבן הוא "שארית" של כוכבהשלים את מחזור החיים הרגיל שלו, תגובות תרמו-גרעיניות נעצרו, והקליפה החיצונית נשפכה במהלך תהליך האבולוציה. כלומר, במהותו, ננס לבן הוא הליבה של כוכב לשעבר, שיכול להתקרר רק בעתיד.

עם זאת, הגמד הלבן הוא מאודצפיפות וכבידה גבוהה, וזה יכול להצר חומר. זה קורה בעיקר במערכות בינאריות, שבהן הרכיב השני וקל יותר בהתחלה ולכן פחות התפתח התקרב לשלב הענק האדום.

חשוב לזכור כי המערכות הכפולות של ווייטגמדים בחלל הם נדירים מספיק. ככלל, ישנם רק מעטים מהם באלף מערכות כוכבים בינאריות שנמצאו. תהליך מיזוג שני גמדים לבנים לפני פרוץ סופרנובה מסוג Ia הוא תהליך ארוך למדי, שאורך בממוצע 60 מיליון שנה.

מהם ההתלקחויות וההתפוצצויות מסופרנובות כאלה?

מערכת בינארית המורכבת מגמד לבן וכוכב רגיל, הוא הגורם לסופרנובה מסוג Ia. הכוכבים, הקשורים בכוחות המשיכה הכבידתיים, נמשכים זה לזה בהדרגה. ברגע שחומר מהכוכב מתחיל לזרום לגמד הלבן, מסתו מתחילה לגדול בהדרגה. ברגע שהוא חוצה את סף Chandrasekhar של 1.38 מסות שמש, הטמפרטורה של ליבת הגמד הלבן מתחילה לזנק עד שהיא מגיעה לטמפרטורת שריפת הפחמן.

נגרמת על ידי הצפת החומר משני כוכביםתגובות תרמו-גרעיניות על גמדים לבנים הן הגורם להתפוצצותה נוספת, שאסטרונומים מכנים אותה סופרנובה מסוג Ia. במהלך פיצוץ זה משתחררת כמות עצומה של אנרגיה ואור. אם נשווה את הבהירות של סופרנובה מסוג Ia עם הבהירות של הכוכב הראשי של מערכת השמש, אז נוכל להסיק שסופרנובה פולטת כמות אור פי 10 אלף יותר מהשמש שלנו.

לכל הסופרנובות מסוג Ia יש את אותו הדבראת מנגנון ההתפרצות. בנוסף, בשל ההומוגניות של מסת הגמדים הלבנים, לסופרנובות מסוג Ia יש בהירות מרבית זהה. כלומר, אם ניקח את הברק של שתי סופרנובות מסוג Ia הממוקמות במרחק שווה מהמתבונן, בהירותן תהיה זהה.

ספקטרום מסוג Ia סופרנובה SN1998aq, יום אחד לאחר מקסימום ההתפרצות

חיי סופרנובה מסוג Ia הם פשוטיםרגע, הבזק, פיצוץ. עם זאת, בשל העובדה שרוב העצמים הללו ממוקמים במרחק ניכר ממערכת השמש, אנו יכולים לצפות בזרם אור עז הבוקע מכוכב כזה במשך זמן רב. אנו תמיד צופים בפיצוץ סופרנובה מסוג Ia לאחר מעשה - הכוכב ששחרר את האור הזה לא היה קיים למעשה במשך זמן רב.

אז התצפית שלה היא סוג של הסתכלות פנימהעבר. לדוגמא, כעת יכולים בני אדמה להשקיף על ערפילית הסרטנים - שרידי התפוצצות סופרנובה שראו אסטרונומים ערבים וסינים ב -4 ביולי 1054. ההתפרצות נראתה במשך 23 יום בעין בלתי מזוינת, אפילו ביום. בשנת 1968 התגלה במרכז הערפילית פולסרי PSR B0531 + 21, הנפלט בטווח הרנטגן והרדיו, שהוא כוכב נויטרונים שנותר לאחר פיצוץ סופרנובה, קוטרו כ- 25 ק"מ.

איך ראו מדענים את הפיצוץ?

הכוכב התגלה באמצעות טלסקופים,ממוקם בדרום אמריקה ובאירופה. מדענים הצליחו לקבוע שהסופרנובה גרמה לחומר הקוסמי המקיף אותה לפלוט קרינה חזקה: הדבר מעיד על דעיכה רדיואקטיבית של ניקל והיווצרות פחמן חד חמצני.

זה היה אירוע ייחודי ומשונה באמת, וההסבר שלנו מעניין באותה מידה.

מחבר המאמר

מה קרה?

החוקרים ניתחו את הנתונים שהתקבלועם טלסקופים בצ'ילה ובספרד. התברר כי סופרנובה מסוג Ia (פיצוץ ננס לבן) גרמה לחומר החלל שמסביב לפלוט קרינה חזקה, דבר המצביע על ריקבון ניקל רדיואקטיבי והיווצרות פחמן חד חמצני. זה איפשר למומחים להניח שהם הבחינו בהתפוצצות של כוכב, השייך לענף הענק האסימפטוטי (AGB), והופך לערפילית פלנטרית.

כוכבים מסוג זה עוברים מעין מחזור חיים. הם כל כך עוצמתיים שהם מתפוצצים כדי לעצב את התפתחות הגלקסיות, והם כל כך בהירים שאנחנו יכולים לצפות בהם מכדור הארץ. 

הפיצוץ נגרם על ידי מיזוג הליבה של הענק AGB וגמד לבן שמקיף אותו. הכוכב המרכזי איבד כמות משמעותית של מסה עקב רוחות כוכבים לפני שאובדן המסה נפסק לפתע ונוצרה טבעת של חומר כוכבי, שנראית לעתים קרובות בערפיליות פלנטריות. גלי ההלם של סופרנובה התנגשה בטבעת, וכתוצאה מכך עלתה בהירות איטית.

תמונת מצב של הערפילית הפלנטרית של כדור השלג הכחול,תוצרת מצפה הכוכבים של אוניברסיטת פלורידה. סופרנובה LSQ14fmg התפוצצה במערכת דומה לזו - עם אובדן מסה גדול מהכוכב המרכזי. כאשר אובדן המסה נעצר לפתע נוצרה טבעת של חומר כוכבי סביב הכוכב / © אריק הסיאו

מדענים מציעים שהם ראו כוכב מתפוצץ ככהנקרא ענף הענק האסימפטוטי (AGB, תקופת האבולוציה הכוכבית שדרכה עוברים כל הכוכבים במסה בינונית ונמוכה בסוף מסלול חייהם), והופך לערפילית פלנטרית.

מה המשמעות של הקהילה המדעית?

מדענים השיגו ראיות משכנעות לראשונהעדות לכך שסופרנובה מסוג Ia יכולה להתפוצץ במערכת של כוכבי ענק בדרך להפוך לערפיליות פלנטריות. זהו שלב חשוב בהבנת המקור של סוג זה של סופרנובה - עד כה, מדענים ידעו עליהם מעט, פרט לכך שהם תוצאה של פיצוץ של ננסים לבנים.

חקר האובייקטים הללו יסייע גם בשיפור ההבנה של מהות החומר האפל, מכיוון שסופרנובות Ia הן כלי חשוב לחקרו.

קרא גם:

החיסון הרוסי נגד COVID-19 נכנס למחזור האזרחי, אך ישנן תלונות רבות לגביו

ביום המחלה השלישי, רוב החולים ב- COVID-19 מאבדים את חוש הריח שלהם ולעיתים קרובות סובלים מנזלת

מדענים גילו מדוע ילדים הם הנשאים המסוכנים ביותר של COVID-19