Зображення Чандри SN1970G. Кредит зображення: NASA. Натисніть, щоб збільшити
Коли астрономи дивляться на Всесвіт, один принцип виділяється в барельєфі над величезним шаром даних та інформації, захоплених їхніми інструментами - Всесвіт працює. Від атома водню до скупчення галактики речі зазнають змін дивно подібними способами. У Всесвіті грає принцип зростання, дозрівання, смерті та відродження. Ніде цей принцип не є більш втіленим, ніж у первинних джерелах світла, які ми бачимо завдяки нашим інструментам - зіркам.
1 червня 2005 року пара дослідників (Стефан Іммлер з НАСА Центр космічних польотів Годдарда та К. Д. Кунц з університету Джона Хопкінса) опублікували рентгенівські дані, зібрані з різних космічних приладів. Дані показують, як одна масивна зірка, що проходить у сусідній галактиці (M101), може допомогти нам зрозуміти порівняно короткий період між смертю зірки та перетворенням її світлого вінка газу в залишок наднової. Ця зірка - наднова SN 1970G - пережила близько 35 років видимого «потойбічного життя» у вигляді швидко обертається нейтронного ядра в просторовій навколозонковій аурі газу і пилу (ЦСМ або навколокосмічна речовина). Навіть зараз (з нашого сприйняття) важкі метали вибігають назовні зі швидкістю тисячі кілометрів в секунду - потенційно саджаючи насіння органіки в межах міжзоряного середовища (ISM) 27-мільйонної далекої галактики світлового року - одну легко помітну в найменшій з інструменти у весняному сузір’ї Ursa Majoris. Тільки коли енергія, що знаходиться в цій речовині, досягне ISM, 1970G завершить свій цикл народження та потенційного відродження, щоб сформуватися в нових зірках і планетах.
Доля зірки визначається насамперед її масою. Переживши всього лише 50 000 років, наймасивніші зірки (аж 150 сонців) конденсуються з величезної концентрації холодного газу та пилу, щоб врешті-решт прожити дуже швидке життя. У молодості такі зірки випромінюють, як блискучі сині гіганти, що випромінюють майже ультрафіолетове світло від фотосфери, температура якої може бути в п’ять разів більша за температуру нашого Сонця. Усередині таких зірок ядерні печі швидко накопичуються, виділяючи величезні кількості надзвичайно інтенсивного випромінювання. Тиск від цього випромінювання просуває зовнішню обшивку зірки багато разів назовні навіть тоді, коли вила вкрай сильно заряджених частинок викидається з її поверхні, щоб стати зіркою ЦСМ. Завдяки тиску, який чинить ядро, що швидко розширюється, такий зоряний ядерний двигун з часом стає голодним для палива. Наступний крах відзначається блискучим світловим шоу - таким, яке потенційно може затьмарити всю галактику. На магнітуді 12,1 супернова 1970G типу II ніколи не стала достатньо яскравою, щоб подолати свого 8-го вузла. Але за 30 тис. Років до його вибуху 1970G википала великі кількості водню та гелію у вигляді потужного сонячного вітру. Пізніше ця сама дифанальна аура речовини спричинила спалах 1970-х рр., Пошкодивши її рентгенівським збудженням. І саме той період розширення ударних хвиль домінував у енергетичному знаку або "потоці" 1970G протягом останніх 35 років спостереження.
Згідно з доповіддю «Відкриття рентгенівських випромінювань із Supernova 1970G з Чандрою» Іммлер та Кунц повідомляють, що «Оскільки найстаріший SN, виявлений на рентгенограмах, SN 1970G дозволяє вперше безпосередньо спостерігати за переходом від СН до фази залишку наднової (SNR) фази ».
Хоча у звіті наводяться дані рентгенівських знімків із різних рентгенівських супутників, основна частина інформації виходить із серії із п’яти сеансів із використанням рентгенівської обсерваторії Чандра НАСА за період 5-11 липня 2004 року. сеансів було зібрано майже 40 годин м'яких рентгенівських променів. Вища просторова роздільна здатність Чандри та чутливість, отримана від тривалого спостереження, дозволили астрономам повністю вирішити світловий потік наднової наднової світла від ближнього регіону ХІІ в межах галактики - області, достатньо яскравого у видимому світлі, щоб бути включеним у Новий JLE Dreyer's Загальний каталог, складений наприкінці 19 століття - NGC 5455.
Результати цього - і декілька інших спостережень за післясвіченням наднової з використанням НАСА Чандри та ЕМС XMM-Ньютона - підтвердили одну з провідних теорій рентгенівських потоків пост-супернової. З статті: «Високоякісні рентгенівські спектри підтвердили обгрунтованість моделей циркулярної взаємодії, які передбачають жорсткий спектральний компонент для прямого випромінювання вперед в ранню епоху (менше 100 днів) та м'яку теплову складову для зворотного викид шоку після того, як розширюється оболонка стає оптично тонкою ».
Десятки тисяч років, перш ніж вирушити наднову, зірка, що стала SN 1970G, спокійно кип'ятила речовину в космос. Це створило експансивну аустерулярну ауру водню та гелію у вигляді КСМ. Коли пішла супернова, величезний потік гарячої речовини вистрілив у космос, коли мантія SN 1970G відскочила після обвалення її перегрітої серцевини. Приблизно 100 днів щільність цієї речовини залишалася надзвичайно високою і - як вона потрапляла в КСМ - жорсткі рентгенівські випромінювання домінували над виходом новального потоку. Ці жорсткі рентгенівські випромінювання містять у десять-двадцять разів більше енергії, ніж ті, що слід їх.
Пізніше, коли ця сильно напружена речовина досить розширилася, щоб стати оптично прозорою, новий період змінився - рентгенівський потік від самого КСМ спричинив зворотне затоплення низьких енергійних "м'яких" рентгенівських променів. Очікується, що цей період триватиме до тих пір, поки ЦСМ не розшириться до точки злиття з міжзоряною речовиною (ISM). У той час залишок наднової сформується, а теплова енергія всередині CSM буде іонізувати сам ISM. З цього вийде характерне «синьо-зелене» сяйво, видно в таких залишках наднових, як цикл Cygnus, коли його бачать навіть скромні аматорські інструменти та відповідні фільтри.
Чи SN 1970G ще перетворився на залишок наднової?
Один важливий ключ до вирішення цього питання вбачається у масових втратах наднової до виверження. За твердженнями Іммлера та Кунца: «Виміряний показник масових втрат для SN 1970G аналогічний показнику, який можна зробити для інших SNe типу II, який, як правило, становить 10-5 до 10-4 сонячних мас на рік. Це вказує на те, що випромінювання рентгенівського випромінювання виникає від ударного нагріву CSM, осадженого попередником, а не від нагрітого шоком ІСМ, навіть у цю пізню епоху після спалаху ».
За словами Стефана Іммлера, «Супернові зазвичай швидко згасають в найближчий час після їх вибуху, коли ударна хвиля досягає зовнішніх меж зоряного вітру, який стає тоншим і тоншим. Однак через кілька сотень років шок потрапляє в міжзоряне середовище і створює рясне випромінювання рентгенівських променів через високу щільність ІСМ. Вимірювання щільності на ударному фронті 1970G показали, що вони характерні для зоряного вітру, який на порядок менший, ніж щільність МКМ. "
Через низький рівень виходу рентгенівського випромінювання автори дійшли висновку, що 1970G ще не досяг фази залишку наднової снови - навіть у віці 35 років після вибуху. На основі досліджень, пов’язаних із залишками наднових, таких як цикл Cygnus, ми знаємо, що після утворення залишків вони можуть зберігатися десятки тисяч років, як перегріта речовина зливається з ISM. Пізніше, після того, як ISM, що нагрівся шоком, остаточно охолоне, нові зірки та планети можуть утворюватись збагаченими важкими атомами, такими як вуглець, кисень та азот, а також ще важчі елементи (такі як залізо), що утворюються протягом короткого моменту фактичної наднової вибух - речі життя.
Очевидно, що в SN 1970G є набагато більше, щоб навчити нас про загробне життя масивних зірок, і його похід до стану залишків наднової буде надалі ретельно контролюватися у майбутньому.
Автор Джефф Барбур
