Сверхновая – это самый большой взрыв, который вообще возможен во Вселенной. Пр крайней мере такой, какой мы ее знаем. Нет ничего более грандиозного и одновременно страшного, чем взрыв сверхновой звезды. Вместе с тем механизмы этого процесса до сих пор в основном являются тайной для науки. Можно понять лишь основные механизмы, стоящие за этим явлением. Но точно предсказать их или получить четкое понимание всей этой «звездной кухни» оказалось достаточно трудным делом.
Но, несмотря на это, ученые сделали первые шаги к достижению этой цели. Благодаря усовершенствованным технологиям компьютерного моделирования астрофизики смогли воспроизвести то, что произошло с SN 1987A. Этот взрыв сверхновой произошел 30 лет назад. Точнее мы узнали о нем в то время. Конечная цель исследования механизмов рождения сверхновых состоит в том, что, возможно, лучшее понимание их физики даст нам новые данные о возникновении звезд и планет, которые наполняют Вселенную. И, следовательно, поможет понять нам, как появилась жизнь.
Что такое сверхновая?
Если вам посчастливилось увидеть сверхновую, то, вероятно, она возникла в другой галактике. В Млечном Пути их тоже много. Но их гораздо труднее увидеть благодаря пылевым, газовым и другим астрономическим объектам, которые блокируют исходящий от них свет. Сверхновая может казаться ярче, чем галактика, в которой она находится, в течение определенного периода времени. Это делает ее ярчайшим объектом в небе.
После первоначального взрыва мы наблюдаем обломки, оставшиеся после взрыва звезды.
Смерть звезд
Мы живем в системе с одной звездой. Хотя бинарные звездные системы во Вселенной являются наиболее распространенными. (Имея массу, 70-кратной своей, Юпитер вполне мог бы стать второй звездой в нашей системе. Но массы ему не хватило. И он, раздосадованно разведя руками, пошел и превратился в планету). В бинарной звездной системе одна из звезд всегда начинает умирать первой.
Небольшие звезды, такие как наше Солнце, превратятся в красные гиганты, а затем сбросят свои внешние слои. В конце концов ядро такой звезды сжимается и превращается в белый карлик. Более мелкие звезды пропускают красную гигантскую фазу. И сжимаются сразу до белых карликов. Белый карлик обладает значительным гравитационным притяжением. Поскольку его спутник проходит свою собственную красную гигантскую фазу, часть материала, который он сбрасывает, попадает на поверхность белого карлика. По мере того как все больше материи попадает на белый карлик, равновесие в системе нарушается. И она взрывается. Возникает сверхновая. Это только один из двух способов формирования сверхновых. Из тех, которые нам сейчас известны. Для крупных звезд нет красной гигантской или белой карликовой фазы. Вместо этого звезды просто сжигают весь доступный водород и больше не могут оставаться стабильными. Это заставляет внутреннее ядро разрушаться. А все активное вещество на внешней оболочке звезды падать в ее центр.
Отображение смерти
Ученые считают, что хорошо понимают, как формируются сверхновые звезды. Но у них нет окончательного представления о том, что происходит внутри этих объектов. Это происходит главным образом из-за того, что мы никогда не могли наблюдать процесс изнутри. Или даже с небольшого расстояния. И это хорошо. Потому что мы сразу бы умерли.
Однако знайте. Все элементы из которых Вы состоите, когда – то были выброшены в космос именно в результате взрыва сверхновых. Можно сказать мы обязаны им своей жизнью. Поэтому понятно, почему астрономы хотят узнать, как это происходит.
Что рассказала SN 1987A?
Астрономы продолжали наблюдать изменения в сверхновой, наблюдаемой в 1987 году под названием SN 1987A, расположенной в галактике Большое Магелланово Облако. SN 1987A является оптимальным кандидатом для изучения. Поскольку еще не сильно зависит от своего окружения.
Команда из Университета Вирджинии использовала Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) для изучения сверхновой. ALMA представляет собой комплекс радиотелескопов, предназначенных для совместной работы. Астрономы выбрали ALMA из-за его способности видеть в субмиллиметровых длинах волн. Однако ALMA чувствительна к радиочастотным помехам. Крайне важно для ученых блокировать все фоновые помехи, поскольку радиочастотные устройства особенно восприимчивы к широкому спектру шума, который может искажать данные. Если электроника не была бы защищена, шумы могли бы существенно повлиять на результаты исследований. Работа комплекса зависит от всех 66 антенн и сопутствующей электроники, синхронизированной до миллионной доли миллионной доли секунды. Никакого шума!
Что нашли астрономы?
Поскольку телескопы работают вместе на коротких субмиллиметровых длинах волн, они могут создавать изображения с высоким разрешением. Внутреннее ядро SN 1987A ранее ускользало от взгляда астрономов, потому что газ и пыль блокировали другие методы наблюдения. Способность ALMA разглядеть эти мелкие детали помогла астрономам наконец устранить прошлые препятствия. Затем они создали трехмерные карты элементов и молекул, найденных вокруг взорвавшейся сверхновой, синхронизировав их с собранными данными. За последние 30 лет SN 1987A успела остыть и начать формировать новые молекулы. Теперь у нас есть первые результаты исследований того, какие элементы формируются в результате взрыва такого типа. Итак, что нашли астрономы?
Ученые наблюдали образование многочисленных элементов. Включая углерод, азот и кислород, а также более сложные молекулы. Это были монооксид углерода, монооксид кремния и формилий. Эта информация дала им совершенно новый способ понимания физики и химии сверхновых. Поскольку очень интересные молекулы и элементы были созданы во время этой сверхновой, ученым, возможно, придется переоценить свои представления о химии звезд.