Kai žvaigždės pasieks savo gyvenimo ciklo pabaigą, sprogstamu procesu, vadinamu supernova, daugelis išpūs savo išorinius sluoksnius. Nors astronomai daug sužinojo apie šį reiškinį, dėka šiuolaikiškų instrumentų, gebančių juos ištirti įvairaus ilgio bangomis, vis tiek mes nežinome apie supernovas ir jų liekanas.
Pvz., Vis dar yra neišspręstų klausimų apie mechanizmus, galinčius sukelti supernovos sukeltas smūgio bangas. Tačiau neseniai tarptautinė tyrėjų komanda panaudojo duomenis, gautus iš netoliese esančios supernovos (SN1987A) „Chandra“ rentgeno spindulių observatorijos, ir naujus modeliavimus, siekdama išmatuoti susidariusios smūgio bangos atomų temperatūrą.
Neseniai moksliniame žurnale pasirodė tyrimas, pavadintas „Sunkiųjų jonų susidūrimas be šokų SN 1987A“ Gamta. Komandai vadovavo Marco Miceli ir Salvatore Orlando iš Palermo universiteto (Italija), ją sudarė nariai iš Nacionalinio astrofizikos instituto (INAF), Mechanikos ir matematikos taikomųjų problemų instituto ir Pensilvanijos valstijos bei Šiaurės Vakarų universiteto. .
Tyrimo tikslais komanda sujungė Chandra SN 1987A stebėjimus su modeliavimais, kad išmatuotų atomų temperatūrą supernovos smūgio bangoje. Tai darydama, komanda patvirtino, kad atomų temperatūra yra susijusi su jų atominiu svoriu. Rezultatas yra atsakymas į seniai kylantį klausimą apie smūgio bangas ir mechanizmus, kurie juos varo.
Kaip sakė Peno valstijos astronomijos ir astrofizikos profesorius ir šio tyrimo bendraautorius Davidas Burrowsas:
„Supernovos sprogimai ir jų likučiai yra kosminės laboratorijos, leidžiančios mums tyrinėti fiziką ekstremaliomis sąlygomis, kurių negalima dubliuoti Žemėje. Šiuolaikiniai astronominiai teleskopai ir prietaisai, tiek ant žemės, tiek iš kosmoso, leido mums atlikti išsamius supernovos liekanų tyrimus mūsų galaktikose ir šalia esančiose galaktikose. Mes atlikome reguliarius supernovos likučio SN1987A stebėjimus naudodamiesi NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija, geriausiu rentgeno teleskopu pasaulyje, nes netrukus po to, kai „Chandra“ buvo paleistas 1999 m., Ir naudojome modeliavimą atsakydami į seniai kylančius klausimus apie smūgio bangas. “
Kai didesnės žvaigždės patiria gravitacinį griūtį, susidaręs sprogimas išstumia medžiagą į išorę greičiu iki dešimtosios šviesos greičio, stumdamas smūgio bangas į aplinkines tarpžvaigždines dujas. Kai smūgio banga susitinka su lėtai judančiomis dujomis, supančiomis žvaigždę, jūs turite „smūgio priekį“. Ši perėjimo zona sušildo vėsias dujas iki milijonų laipsnių ir sukelia spinduliuotės spindulius, kuriuos galima pastebėti.
Jau kurį laiką astronomai domėjosi šiuo supernovos smūgio bangos regionu, nes tai žymi perėjimą tarp mirštančios žvaigždės sprogstamosios jėgos ir aplinkinių dujų. Kaip Burrowsas lygino:
„Perėjimas yra panašus į tą, kuris stebimas virtuvės kriauklėje, kai greitas vandens srautas pasiekia kriauklės baseiną, sklandžiai teka į išorę, kol staiga šokteli į aukštį ir pasidaro neramus. Smūgio frontas buvo išsamiai ištirtas žemės atmosferoje, kur jie vyksta ypač siauroje srityje. Tačiau kosmose šoko perėjimai vyksta palaipsniui ir gali vienodai paveikti ne visus elementus. “
Ištyrę skirtingų supernovos smūgio elementų temperatūrą, astronomai tikisi pagerinti mūsų supratimą apie šoko proceso fiziką. Nors buvo tikimasi, kad elementų temperatūra bus proporcinga jų atominiam svoriui, tikslius matavimus atlikti buvo sunku. Ankstesni tyrimai ne tik lėmė prieštaringus rezultatus, bet ir neįtraukė sunkiųjų elementų į savo analizę.
Siekdama išspręsti šią problemą, komanda apžiūrėjo „Supernova SN1987A“, esančią dideliame Magelano debesyje ir kuri pirmą kartą paaiškėjo 1987 m. Be to, kad tai buvo pirmoji plika akimi matoma supernova nuo Keplerio „Supernovos“ (1604 m.), Tai buvo pirmiausia ištirti visais šviesos bangos ilgiais (nuo radijo bangų iki rentgeno ir gama bangų) šiuolaikiniais teleskopais.
Ankstesni SN 1987A modeliai paprastai rėmėsi pavieniais stebėjimais, tačiau tyrimo komanda naudojo trimatį skaitmeninį modeliavimą, kad parodytų supernovos evoliuciją. Tada jie palygino juos su „Chandra“ rentgeno stebėjimais, kad tiksliai išmatuotų atominę temperatūrą, ir tai patvirtino jų lūkesčius.
„Dabar galime tiksliai išmatuoti tokių sunkių elementų kaip silicio ir geležies temperatūrą ir parodėme, kad jie iš tikrųjų seka santykį, kad kiekvieno elemento temperatūra yra proporcinga to elemento atominei masei“, - sakė Burrows. „Šis rezultatas išsprendžia svarbų astrofizinių šokų bangų supratimo klausimą ir pagerina mūsų supratimą apie šoko procesą“.
Šis naujausias tyrimas yra reikšmingas žingsnis astronomams, priartindamas juos prie supernovos mechanikos supratimo. Atsilaisvindami jų paslaptis, mes stengiamės sužinoti daugiau apie svarbų kosminės evoliucijos procesą, kaip žvaigždžių mirtis daro įtaką aplinkinei Visatai.
