Šioje „Chandra“ rentgeno nuotraukoje pavaizduota Cassiopeia A (trumpai Cas A), jauniausia Paukščių Tako supernovos liekana.
(Vaizdas: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage et al.)
Naktinio dangaus kampe įsižiebia akiai ryški žvaigždė - ji nebuvo ten prieš kelias valandas, o dabar dega kaip švyturys.
Ta ryški žvaigždė iš tikrųjų nėra žvaigždė, bent jau ne daugiau. Ryškiausias šviesos taškas yra žvaigždės, kuri pasibaigė savo gyvenimo pabaigoje, kitaip vadinamos supernova, sprogimas.
Supernovos gali trumpam aplenkti visas galaktikas ir spinduliuoti daugiau energijos nei mūsų saulė per visą jos gyvavimo laiką. Jie taip pat yra pagrindinis sunkiųjų elementų šaltinis visatoje. Pasak NASA, supernovos yra „didžiausias sprogimas, kuris vyksta kosmose“.
Supernovos stebėjimų istorija
Įvairios civilizacijos užfiksavo supernovas dar ilgai iki teleskopo išradimo. Seniausia užfiksuota supernova yra RCW 86, kurią kinų astronomai pamatė 1855 m. A.D. Jų įrašai rodo, kad ši „kviestinė žvaigždė“ danguje buvo aštuonis mėnesius, praneša NASA.
Iki enciklopedijos „Britannica“ duomenimis, iki XVII a. Pradžios (kai atsirado teleskopai) yra tik septynios supernovos.
Tai, ką šiandien žinome kaip Krabų ūką, yra pati garsiausia iš šių supernovų. Kinijos ir Korėjos astronomai savo žvaigždėse sprogimą užfiksavo 1054 m., O vietiniai amerikiečiai iš pietvakarių taip pat galėjo tai pamatyti (pagal Arizonoje ir Naujojoje Meksikoje matytus uolų paveikslus). Krabų ūkas suformavęs supernovą buvo toks ryškus, kad astronomai galėjo tai pamatyti dienos metu.
Kitos supernovos, kurios buvo pastebėtos iki teleskopo išradimo, įvyko 393, 1006, 1181, 1572 (tyrinėjo garsus astronomas Tycho Brahe) ir 1604 metais. Brahe apie savo „naujosios žvaigždės“ stebėjimus rašė savo knygoje „De nova stella“. kuris sukėlė pavadinimą „nova“. Tačiau nova skiriasi nuo supernovos. Jie abu yra staigūs ryškumo proveržiai, kai į išorę išpučia karštos dujos, tačiau supernovos atveju sprogimas yra kataklizminis ir reiškia žvaigždės gyvenimo pabaigą, rašo „Encyclopedia Britannica“.
Terminas „supernova“ nebuvo naudojamas iki 1930-ųjų. Pirmą kartą jį naudojo Walteris Baade'as ir Fritzas Zwicky iš Wilsono kalno observatorijos, kurie naudojo juos stebint sprogstamąjį įvykį, vadinamą S Andromedae (dar vadinamu SN 1885A). Jis buvo įsikūręs Andromedos galaktikoje. Jie taip pat pasiūlė, kad supernovos įvyktų, kai paprastos žvaigždės suyra į neutronines žvaigždes.
Šiuolaikinėje epochoje viena garsesnių supernovų buvo SN 1987A nuo 1987 m., Kurią vis dar tiria astronomai, nes jie gali pamatyti, kaip supernova vystosi per pirmuosius kelis dešimtmečius po sprogimo.
Žvaigždžių mirtis
Vidutiniškai Supernova įvyks maždaug kartą per 50 metų Paukščių Tako dydžio galaktikoje. Kitaip tariant, žvaigždė sprogsta maždaug kas sekundę kažkur Visatoje, o kai kurios iš jų yra ne per toli nuo Žemės. Maždaug prieš 10 milijonų metų supernovų būrys sukūrė „Vietinis burbulas“, 300 šviesmečių ilgio, žemės riešuto formos dujų burbulą tarpžvaigždinėje terpėje, supančioje Saulės sistemą.
Tai, kaip žvaigždė miršta, iš dalies priklauso nuo jos masės. Pvz., Mūsų saulei nėra pakankamai masės, kad ji galėtų sprogti kaip supernova (nors žinios Žemei vis dar nėra geros, nes kai saulė pasibaigs iš savo branduolinio kuro, galbūt po poros milijardų metų, ji išsipūs į raudoną milžiną, kuris greičiausiai išgarins mūsų pasaulį, prieš tai palaipsniui atvėsdamas į baltą nykštuką). Bet turėdama reikiamą kiekį masės, žvaigždė gali sudegti per ugningą sprogimą.
Žvaigždė gali pereiti supernovą vienu iš dviejų būdų:
- I tipo supernova: žvaigždė kaupia medžiagas iš šalia esančio kaimyno, kol užsidega pabėgusi branduolinė reakcija.
- II tipo supernova: žvaigždė pasibaigia branduoliniu kuru ir griūva pati savaime.
II tipo supernovos
Pirmiausia pažvelkime į įdomesnį II tipą. Kad žvaigždė sprogtų kaip II tipo supernova, ji turi būti kelis kartus masyvesnė už saulę (skaičiavimai svyruoja nuo aštuonių iki 15 saulės masių). Kaip saulė, jos branduolyje ilgainiui pritrūks vandenilio, o vėliau - helio degalų. Tačiau ji turės pakankamai masės ir slėgio, kad galėtų sulydyti anglį. Štai kas nutiks toliau:
- Pamažu sunkesni elementai kaupiasi centre ir tampa sluoksniuoti kaip svogūnas, o elementai tampa lengvesni žvaigždės išorės link.
- Kai žvaigždės šerdis viršija tam tikrą masę (Chandrasekhar ribą), žvaigždė pradeda sprogti (dėl šios priežasties šios supernovos dar vadinamos branduolio griūties supernovomis).
- Šerdis įkaista ir tampa tankesnė.
- Galų gale impulsija atsitraukia nuo šerdies ir išstumia žvaigždžių medžiagą į kosmosą, sudarydama supernovą.
Tai, kas liko, yra ypač tankus objektas, vadinamas neutronine žvaigžde, miesto dydžio objektas, galintis supakuoti saulės masę mažoje erdvėje.
Yra II tipo supernovų pogrupiai, klasifikuojami pagal jų šviesos kreives. II-L tipo supernovų šviesa po sprogimo stabiliai mažėja, tuo tarpu II-P tipo šviesa tam tikrą laiką išlieka stabili, o po to nemažėja. Abiejų tipų spektrai turi vandenilio ženklą.
Astronomai mano, kad žvaigždės, kurios yra daug masyvesnės už saulę (maždaug 20–30 saulės masių), gali nesprogti kaip supernova. Vietoj to jie suyra ir susidaro juodosios skylės.
I tipo supernovos
I tipo supernovoms trūksta vandenilio signalo jų šviesos spektruose.
Manoma, kad Ia tipo supernovos kilusios iš baltųjų nykštukinių žvaigždžių artimoje dvejetainėje sistemoje. Kai žvaigždės kompaniono dujos kaupiasi ant baltosios nykštukės, baltoji nykštukė palaipsniui suspaudžiama ir galiausiai viduje pradeda bėgti branduolinę reakciją, kuri galiausiai sukelia kataklizminio supernovos protrūkį.
Astronomai naudoja Ia tipo supernovas kaip „standartines žvakes“ kosminiams atstumams matuoti, nes manoma, kad visi pliūpsniai būna vienodo ryškumo.
Ib ir Ic supernovos taip pat patiria branduolio griūtį, kaip ir II tipo supernovos, tačiau jos prarado didžiąją dalį savo išorinių vandenilio apvalkalų. 2014 m. Mokslininkai nustatė silpną, sunkiai aptinkamą Ib tipo supernovos žvaigždę. Paieškos prireikė dviejų dešimtmečių, nes kompaniono žvaigždė spindėjo daug silpniau nei ryški supernova.
Sugautas veiksme
Naujausi tyrimai nustatė, kad supernovos vibruoja kaip milžiniški garsiakalbiai ir prieš sprogdamas skleidžia garsą.
2008 m. Mokslininkai pirmą kartą sugavo supernovą sprogimo metu. Žvelgdamas į savo kompiuterio ekraną, astronomas Alicia Soderberg tikėjosi išvysti mažą žvilgantį mėnesio senumo supernovos dėmę. Bet tai, ką ji ir jos kolegė pamatė, buvo keistas, ypač ryškus, penkių minučių spinduliuotės spindulys.
Remdamiesi tuo, jie tapo pirmaisiais astronomais, kurie sprogo žvaigždei. Naujoji supernova buvo pavadinta SN 2008D. Tolesnis tyrimas parodė, kad supernova turėjo keletą neįprastų savybių.
„Mūsų pastebėjimai ir modeliavimas rodo, kad tai gana neįprastas įvykis, geriau suprantamas kaip objektas, esantis ties riba tarp įprastų supernovų ir gama spindulių sprogimų“, - teigė Paolo Mazzali, italų astrofizikas Paduvos observatorijoje ir Max- Planko astrofizikos institutas, sakė Space.com 2008 m. Interviu.
Papildomos „Space.com“ bendradarbių Elizabeth Howell ir Nola Taylor Redd ataskaitos
Papildomi resursai
- Žurnale „Science“ astronomai aptaria „Supernova SN 2008D metamorfozę“.
- Žurnale Astronomija ir astrofizika astronomai bendradarbiavo rengdami straipsnį „Aukštos energijos neutrino emisijos iš SN 2008D apribojimai“.
- 2008 m. NASA pranešime spaudai skelbiama, kad sprogsta supernova.
