Supernovos yra vieni energingiausių ir galingiausių įvykių stebimoje Visatoje. Ir nors mes žinome, kad supernovos yra atsakingos už sunkiųjų elementų, reikalingų viskam, pradedant nuo planetų ir baigiant žmonėmis, ir baigiant elektriniais įrankiais, sukūrimą, mokslininkai ilgai stengėsi nustatyti mechaniką, kuri lemia staigų žlugimą ir vėlesnį masyvių žvaigždžių sprogimą.
Dabar, NASA misijos „NuSTAR“ dėka, mes turime pirmuosius tvirtus užuominus į tai, kas nutinka prieš žvaigždei „klestint“.
Aukščiau esančiame paveikslėlyje pavaizduota supernovos liekana „Cassiopeia A“ (arba trumpai „Cas A“) su mėlynos spalvos „NuSTAR“ duomenimis ir raudona, žalia ir geltona „Chandra“ rentgeno observatorijos stebėjimais. Tai smūgio banga, likusi nuo žvaigždės sprogimo, maždaug 15–25 kartus masyvesnės už mūsų saulę prieš daugiau nei 330 metų *, ir ji šviečia įvairiais šviesos bangos ilgiais, atsižvelgiant į temperatūrą ir elementų tipą.
Ankstesni „Chandra“ stebėjimai parodė, kad „Cas A“ išsiplėtusių karštų geležimi turtingų dujų apvalkalų ir gijų pluoštai išsiskiria rentgeno spinduliais, tačiau jie negalėjo būti pakankamai gilūs, kad geriau suprastų, kas yra konstrukcijos viduje. Tik tada, kai NASA branduolinio spektroskopinio teleskopo masyvas - tai „NuSTAR“ žinomiems - „Cas A“ rentgeno spinduliuotėje pavertė trūkstamus dėlionės elementus.
Jie pagaminti iš radioaktyvaus titano.
Buvo sukurta daugybė modelių (naudojant milijonus valandų superkompiuterio laiko), kad būtų galima paaiškinti supernovų branduolį. Vienoje iš pirmaujančių žvaigždžių atsiskyrė galingi purkštukai, šaunantys iš jo polių - kažkas, kas siejama su dar galingesniais (bet nukreiptais) gama spindulių sprogimais. Tačiau neatrodė, kad „Cas A“, kuris nerodo elementarių liekanų savo reaktyvinio konstrukcijos viduje, buvo purkštukai ... Be to, vien tik purkštukais pasikliaujantys modeliai ne visada sukėlė pilnavertę supernovą.
Kaip paaiškėja, asimetriniai radioaktyviojo titano gumulėliai giliai Cas A korpusuose, kuriuos atskleidė „NuSTAR“ didelės energijos rentgeno spinduliai, rodo stebėtinai skirtingą žaidimo procesą: medžiagos „paslydimą“ progenteryje. žvaigždė, kuri paleidžia smūgio bangą, galiausiai ją atitraukdama.
Žiūrėkite animaciją, kaip vyksta šis procesas:
Sumažėjimas, įvykstantis per keliasdešimt šimtų milisekundžių, tiesiog akimirksniu, yra panašus į verdantį vandenį ant viryklės. Kai burbuliukai lūžta per paviršių, garai išsiveržia.
Tik tokiu atveju išsiveržimas lemia beprotiškai galingą visos žvaigždės detonaciją, sprogdamas didelės energijos dalelių smūgio banga į tarpžvaigždinę terpę ir periodiškai išsklaidydamas lentelę sunkiųjų elementų į galaktiką.
„Cas A“ atveju titanas-44 buvo išmestas į gumulėlius, kurie atspindi pradinę slinkimo asimetrijos formą. „NuSTAR“ galėjo pavaizduoti ir pavaizduoti titaną, kuris spindi rentgeno spinduliuotėje dėl savo radioaktyvumo (o ne todėl, kad jis kaitinamas plečiant smūgio bangas, kaip ir kiti lengvesni elementai, matomi „Chandra“).
„Kol neturėjome„ NuSTAR “, mes iš tikrųjų negalėjome pamatyti žemyn sprogimo šerdies“, - sakė NAT telekonferencijos metu vasario 19 d. „Caltech“ astronomas Brianas Grefenstettedas.
„Anksčiau buvo sunku suprasti, kas vyksta„ Cas A “, nes medžiaga, kurią galėjome pamatyti, tik rentgeno spinduliais kaitinama. Dabar, kai matome radioaktyviąją medžiagą, kuri spinduliuoja rentgeno spinduliais, mes gauname išsamesnį vaizdą apie tai, kas vyko sprogimo šerdyje. “
- Brianas Grefenstette, pagrindinis autorius, „Caltech“
Gerai, kad puiku, jūs sakote. NASA „NuSTAR“ rado titano spindesį prapūstos žvaigždės likučiuose. Chandra pamatė geležį, ir mes žinome, kad ji prasiskleidė ir „užvirė“ sekundės dalį, kol ji sprogo. Tai kas?
„Dabar jums tai turėtų rūpėti“, - sakė astronomas Robertas Kirshneris iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro. „Supernovos daro cheminius elementus, taigi, jei pirkote amerikietišką automobilį, jis nebuvo pagamintas Detroite prieš dvejus metus; geležies atomai tame pliene buvo gaminami senovės supernovos sprogimo metu, kuris įvyko prieš penkis milijardus metų. „NuSTAR“ rodo, kad titanas, kuris yra jūsų dėdės Jacko pakaušyje, buvo pagamintas ir per tą sprogimą.
„Mes visi stulbinami ir„ NuSTAR “mums rodo, iš kur mes atvykome. Įskaitant atsargines dalis. Taigi jums tai turėtų rūpėti ... ir tavo dėdė Džekas. “
„NuSTAR“ galės ištirti ne tik pagrindines žlugdančias supernovas. Bus tiriamos ir kitos supernovų rūšys - SN2014J atveju Ia tipo, kuris buvo pastebėtas M82 sausį, net iškart po jų atsiradimo.
„Mes žinome, kad tai yra detonuojančios baltosios nykštukės žvaigždės rūšis“, - „Telecom“ konferencijos metu „Space Magazine“ atsakė „NuSTAR“ vyriausioji tyrėja Fiona Harrison. „Tai labai jaudinanti žinia ...„ NuSTAR “kelias savaites žiūrėjo į [SN2014J] ir tikimės, kad galėsime ką nors pasakyti ir apie tą sprogimą“.
Vienas iš vertingiausių pastarojo meto „NuSTAR“ atradimų yra naujų stebimų apribojimų rinkinys būsimiems centrinės žlugimo supernovų modeliams, kurie padės pateikti atsakymus ir tikėtinus naujus klausimus apie tai, kaip žvaigždės sprogsta, net šimtus ar tūkstančius. metų po to, kai jie tai padarė.
„„ NuSTAR “yra novatoriškas mokslas, ir jūs turite tikėtis, kad kai gausite naujų rezultatų, atsiras tiek klausimų, kiek atsakysite“, - sakė G. Kirshneris.
„NuSTAR“ buvo pristatytas 2012 m. Birželio mėn. Ir yra pirmasis fokusavimo kietojo rentgeno teleskopas, nukreiptas į Žemės orbitą, ir pirmasis teleskopas, galintis sudaryti radioaktyviųjų elementų žemėlapius supernovos liekanose.
Daugiau skaitykite JPL naujienų leidinyje čia, o visą spaudos konferenciją galite klausytis čia.
* Kadangi Cas A gyvena 11 000 šviesmečių nuo Žemės, tikroji supernovos data būtų maždaug prieš 11 330 metų. Duokite arba paimkite keletą.
