Ця рентгенівська фотографія Чандри показує Кассіопею А (коротко кажучи, А), наймолодшу, що залишилася надновою на Чумацькому Шляху.
(Зображення: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage та ін.)
В куточку нічного неба зіркує сліпуче яскрава зірка - її там було не кілька годин тому, але зараз вона горить, як маяк.
Ця яскрава зірка насправді не є зіркою, принаймні не більше. Блискуча точка світла - це вибух зірки, яка досягла кінця свого життя, інакше відомої як наднова.
Супернові можуть коротко затьмарити цілі галактики і випромінювати більше енергії, ніж наше Сонце протягом усього життя. Вони також є основним джерелом важких елементів у Всесвіті. За даними NASA, наднови - це "найбільший вибух, який відбувається в космосі".
Історія спостережень наднових
Різні цивілізації зафіксували сверхнові задовго до винайдення телескопа. Найдавнішою зареєстрованою надновою є RCW 86, яку китайські астрономи побачили в A.D. 185. Їхні записи показують, що ця "зірка-гість" пробула в небі вісім місяців, повідомляє NASA.
До початку 17 століття (коли стали доступні телескопи), за даними Encyclopedia Britannica, існує лише сім зареєстрованих наднових.
Те, що ми сьогодні знаємо як Крабова туманність, є найвідомішою з цих наднових. Китайські та корейські астрономи зафіксували цей вибух зірки у своїх записах у 1054 році, а південно-західні корінні американці, можливо, також побачили це (за наскальними картинами, що спостерігаються в Арізоні та Нью-Мексико). Наднова, що утворила туманність Краба, була такою яскравою, що астрономи могли бачити її протягом дня.
Інші наднови, які спостерігалися до винайдення телескопа, траплялися в 393, 1006, 1181, 1572 рр. (Вивчав відомий астроном Тіхо Браге) та 1604 р. Браге писав про свої спостереження над «новою зіркою» у своїй книзі «De nova stella, ", що дало назву" нова ". Проте нова відрізняється від наднової. Обидва - це раптові спалахи яскравості, коли гарячі гази видуваються назовні, але для наднової вибух катаклізматичний і означає кінець життя зірки, повідомляє Encyclopedia Britannica.
Термін "наднові" не застосовувався до 1930-х років. Першим його використанням були Вальтер Бааде та Фріц Цвікі в обсерваторії Маунт-Вілсон, які використовували його стосовно вибухонебезпечної події, яку вони спостерігали, під назвою S Andromedae (також відомий як SN 1885A). Він знаходився в Галактиці Андромеди. Вони також припустили, що наднови трапляються, коли звичайні зірки обрушуються на нейтронні зірки.
У сучасну епоху однією з найвідоміших наднових був SN 1987A з 1987 року, який досі вивчається астрономами, оскільки вони можуть бачити, як розвивається наднова в перші кілька десятиліть після вибуху.
Зоряна смерть
В середньому, наднова буде виникати приблизно раз на 50 років у галактиці розміром з Чумацьким Шляхом. По-іншому, зірка вибухає щосекунди або близько того десь у Всесвіті, а деякі з них не надто далеко від Землі. Близько 10 мільйонів років тому скупчення наднорців створило "Місцевий міхур", 300-світловий рік, міхурову бульбу, що має форму арахісу, у міжзоряному середовищі, що оточує Сонячну систему.
Саме те, як помирає зірка, залежить частково від її маси. Наприклад, у нашого Сонця не вистачає маси, щоб вибухнути як наднова (хоча новини для Землі все ще не добрі, тому що як тільки сонце вичерпається з ядерного палива, можливо, через пару мільярдів років воно набухне у червоного гіганта, який, ймовірно, випарує наш світ, перш ніж поступово охолоне в білого карлика). Але при потрібній кількості маси зірка може вигоріти у вогненному вибуху.
Зірка може перетворити наднову одним із двох способів:
- Супернова типу I: зірка накопичує речовину від сусіднього сусідки до тих пір, поки не запалиться ядерна реакція.
- Супернова типу II: зірка закінчується ядерним паливом і руйнується під власною силою тяжіння.
Супернові типу II
Давайте спочатку розглянемо більш захоплюючий тип II. Для того, щоб зірка вибухнула як наднова типу II, вона повинна бути в кілька разів більш масивною, ніж Сонце (оцінки становлять від восьми до 15 мас сонячного світла). Як і Сонце, зрештою у його ядрі вичерпається водень, а потім гелій. Однак у нього буде достатня маса і тиск для плавлення вуглецю. Ось що буде далі:
- Поступово важкі елементи накопичуються в центрі, і він стає шаруватим, як цибуля, з елементами стає світлішим до зовнішньої частини зірки.
- Після того, як ядро зірки перевищує певну масу (межа Чандрасехара), зоря починає розширюватися (з цієї причини ці наднови також відомі як супернови, що розпадаються на ядро).
- Ядро нагрівається і стає щільніше.
- Врешті-решт імплозія відштовхується від ядра, виганяючи зоряний матеріал у космос, утворюючи наднову.
Залишився ультра-щільний об'єкт, який називається нейтронною зіркою, об'єктом розміру в місті, який може запакувати масу сонця у невеликому просторі.
Існують підкатегорії наднових типу II, класифіковані на основі їх світлових кривих. Світло супернових типу II-L стабільно зменшується після вибуху, тоді як світло типу II-P залишається стійким деякий час, перш ніж зменшується. Обидва типи мають ознаки водню у своїх спектрах.
Зірки, набагато масивніші, ніж Сонце (приблизно від 20 до 30 сонячних мас), можливо, не вибухнуть як наднова, вважають астрономи. Натомість вони руйнуються, утворюючи чорні діри.
Супернові типу I
Супернові типу I не мають водневої сигнатури у своїх світлових спектрах.
Як правило, вважається, що супернові типу Ia походять від білих карликових зірок у тісній бінарній системі. Коли газ зірки-супутника накопичується на білому карлику, білий гном прогресивно стискається, і врешті-решт починається біг ядерної реакції всередині, що врешті-решт призводить до катаклізму спалаху наднової.
Астрономи використовують наднови типу Іа як "стандартні свічки" для вимірювання космічних відстаней, оскільки, як вважається, всі палають з однаковою яскравістю на своїх вершинах.
Наднови типу Ib та Ic також зазнають краху ядра так само, як це роблять наднови типу II, але вони втратили більшість своїх зовнішніх водневих оболонок. У 2014 році вчені виявили слабку, важко знайдену зірку-компаньйона до наднової типу Іб. Пошуки зайняли два десятиліття, коли зірка-супутник сяяла набагато слабше, ніж яскрава наднова.
Попався в акті
Недавні дослідження показали, що наднови вібрують, як гігантські динаміки, і перед вибухом випромінюють чутний гул.
У 2008 році вчені вперше спіймали наднову в акті вибуху. Поглядаючи на екран свого комп'ютера, астроном Алісія Содерберг очікувала побачити маленьку сяючу пляму місячної наднової. Але те, що вона та її колега бачили замість цього, було дивним, надзвичайно яскравим, п’ятихвилинним вибухом рентгенівських променів.
З цим спостереженням вони стали першими астрономами, які спіймали зірку в акті вибуху. Нова супернова отримала назву SN 2008D. Подальше дослідження показало, що наднова мала деякі незвичайні властивості.
"Наші спостереження та моделювання показують, що це досить незвична подія, яку краще зрозуміти з точки зору об'єкта, що лежить на межі між нормальними надновами та вибухами гамма-променів", - Паоло Мацзалі, італійський астрофізик в обсерваторії Падуї та Макс. Про це Інститут астрофізики Планка повідомив Space.com в інтерв'ю 2008 року.
Додаткова звітність Елізабет Хоуелл та Ноли Тейлор Редд, автори Space.com
Додаткові ресурси
- У журналі Science астрономи обговорюють "Метаморфози Supernova SN 2008D".
- У статті «Астрономія та астрофізика» астрономи співпрацювали над статтею «Обмеження викидів нейтрино високої енергії від СН 2008D».
- У прес-релізі NASA за 2008 рік оголошено спостереження за вибухом наднової.
