Išaiškinta supernovos žiedų 1987A priežastis • Sergejus Popovas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Astronominis mokslinis dienos vaizdas

Paaiškinta supernovos žiedų kilmės 1987A

Pav. 1. Supernovos 1987A žiedų struktūros modeliavimo rezultatai (iš Morriso ir Podiadlovskio iš astro-ph / 0703317)

Praėjus dvidešimčiai metų nuo supernovos 1987A sprogimo Didžiojo Magelano debesyje, dar nebuvo atskleista trijų žiedų aplink sprogimą, panašių į formos smėlio žvilgsnį. Astrofizikai Tomas Morisas ir Filipas Podsiadlowskis iš Oksfordo universiteto (Jungtinė Karalystė) sukūrė erdvinį skaitmeninį modelį, paaiškinantį trikampio žiedo sistemos ypatybes 1987 m. Supernovos likučiuose, dėl to, kad susiliejus binarinėms sistemos sudedamosioms dalims susidarė sprogi žvaigždė.

1987 m. Vasario 23 d. Žemė buvo apšviestos dėl supernovos sprogimo Didžiojo Magelano debesyje, vadinamo "Supernova 1987A" (arba SN 1987A iš supernova, SN) Žinoma, blykčioji atsirado apie 160-170 tūkstančių metų iki to laiko – tik tuo metu šviesa apima atspalvį, atsiskiriantį nuo mūsų ir mūsų Galaktikos nykštukinio palydovo, tačiau, be įpročio, kalbėsime apie "1987 m." Blykstę.

Tai buvo pirmasis supernova nuo Keplerio laiko 1604 m., Matomas plika akimi (SN 1604 yra paskutinė mūsų galaktikoje užfiksuota supernova).Pastabos leido gauti daug informacijos apie supernovą 1987A, kuri leido padaryti reikšmingą pažangą suvokiant žvaigždžių sprogimų fiziką. Dėl didelio Magelano debesies artumo, pirmą kartą sugebėjo aptikti archyvinius vaizdus anksčiausupernova, tai yra sprogstanti žvaigždė – pasirodė mėlynas viršgryptinis Sanduleakas -69 ° 202, kurį 1969 m. aprašė rumunų-amerikiečių astronomas Nickas Sanduljakas. (Tuo pačiu metu buvo paneigta prielaida, kad visos supernovos sudarytos iš raudonųjų supergiančių.)

Be to, 1987 m. Dirbo neutrinų jutikliai, todėl pirmą kartą mokslininkai sugebėjo užregistruoti neutrino signalą iš sprogimo (praėjus 3 valandoms iki šviesos iš blyksnio pasiekus Žemę, keletas neutrinų observatorijų užfiksavo reikšmingą neutrinų fono perteklių). Bet tai dar ne viskas. Per 20 metų, praėjusius nuo sprogimo (dar kartą pabrėžiant šios frazės tradiciškumą), mokslininkai sekė supernovos liekanos evoliuciją. Visi žino gražiausius šio objekto vaizdus. Ypač ryškus yra trikojanti žiedų sistema, paryškinta ant supernovos likučio (be to, dvi žvaigždės likučiui buvo visiškai išdėstytos atsitiktinai, o abi žiedus į dvi deimantus su žiedais). Kaip susidaro šie žiedai?

Pav. 2 Kad suprastumėte SN 1987A žiedų struktūrą, reikia protiškai pakartoti jo erdvinį vaizdą. Įsivaizduokite smėlio smėlį (iš tikrųjų analogija su liudijančiu liudijimu yra neišsami, nes sieninių laikrodžių nėra pakankamai). Mažesnis, ryškesnis žiedas centre atitinka laikrodžio "juosmenį". Dviejų didžiųjų žiedų viršuje ir apačioje yra apie 0,4 parsecs (maždaug 1,3 metų šviesos) nuo vidinio žiedo plokštumos. Visi žiedai yra maždaug vienoje ašyje. (Nuotrauka iš hubblesite.org)

Žiedai nebuvo išmesti supernovos sprogimo, kitaip jie turėtų iškart pasirodyti per kelis šviesos mėnesius. (Išorinių žiedų atstumas nuo sprogimo vietos yra daugiau nei šviesos metai, o vidinis – šiek tiek daugiau nei pusę metų, o žiedų kinematika yra žinoma). Taigi jie egzistavo prieš blykstę. Tik sprogimas "apšvies" juos. 1990 m. Balandžio mėn. Paleistas Hablo teleskopas "pamatė" vidinį žiedą aplink sprogstą supernovą jau 1990 m. Rugpjūčio 23-24 dienomis. 1994 m. Hablo nuotraukose pirmą kartą buvo aptikti du išoriniai, mažiau ryškūs žiedai.

Neįprastos pačios supernovos savybės (cheminės anomalijos) kartu su duomenimis apie pirmtako žvaigždę jau seniai pasiūlė mokslininkams, kad dviejų didžiųjų žvaigždžių sintezė susidarė mėlyna viršganta Sk -69 ° 202.Tačiau įrodyti, kad tai labai sunku. Galbūt sėkmingai paaiškinti žiedų savybes naudojant trimačio modeliavimo iš dalies yra tokie įrodymai.

Per savo gyvenimą žvaigždės aktyviai praranda materiją. Visi žino gražiausių planetų туманностей, kartais labai keistą formą. Visi šie gamtos stebuklai susidaro dėl žvaigždžių materijos nutekėjimo, kuris gali įvykti keliais etapais, o srautai gali būti sferinėmis asimetrijomis. Mūsų istorijos herojai nėra išimtis – žiedas SN 1987A.

Medžio nutekėjimas iš priešlaikinių viršūnių tapo vidinių ir išorinių žiedų atsiradimo priežastimi. Per pastaruosius 20 metų buvo pastatyta daug modelių, bandanti paaiškinti žiedų kilmę. Tačiau jie neatsižvelgė į dalyko paskirstymo aplink žvaigždę prieš sprogimą ypatumus. Tikriausiai kodėl nė vienas modelis negali paaiškinti viso stebimų parametrų. Morrisas ir Podiadlovskis atrodė sėkmingai.

Morriso ir Podsadlovskio modelyje, apie kurį mes diskutuosime, galingesnė spinduliuotė atitinka didesnį dujų tankį. Šių ruonių išvaizdą modelio autoriai priskiria prie to, kad priešlaikinės viršūnės atsirado dėl dviejų žvaigždžių sujungimo.Modelis laikosi dvejetainio sistemos, susidedančios iš žvaigždžių, kurių masė yra apie 15 ir 5 saulės. Veiksmingesnė žvaigždutė vystosi greičiau. Vandenilis dega branduolio, ir jis palieka pagrindinę seką (žr. HR-Russellas diagramą). Tada žvaigždė išplečiama, prasideda medžiagos perdavimas iš vieno komponento dvejetainės sistemos į kitą (žr. 3 pav. Skydelį a).

Pav. 3 Moriso ir Podiadlovskio modelis. Tokia evoliucinė schema visų pirma paskatino žiedų susidarymą. Skydasa: prasideda nestabili medžiagos pernešimas iš vienos žvaigždės į kitą. Sudarytas paprastas apvalkalas (skydelisb) Šiame žingsnyje, tuo mažiau masyvi žvaigždė (ji į kairę) yra vis dar ne iš pagrindinės sekos (MS) etape, o antra, daugiau masyvi ir tokiu būdu daugiau sparčiai vystosi žvaigždė, jau susiformavo anglies-deguonis (CO) aktyviosios zonos viduje. Žvaigždės vieni kitus apjuosia bendrą voką, o dalis apvalkalo iškraipoma (skydelisc) Galiausiai, sujungimo galai (skydelisd: tamsiai mėlyna spalva – tai yra ruoniai, t. y. žiediniai embrionai; mėlynas – medžiaga, išleidžiama sintezės metu; raudona – medžiaga, išleista raudono milžino pavidalo iki mėlynos spalvos; geltona – mėlynos giganto vėjas). Po 1000 metų atsipalaidavimo atsiranda mėlynas milžinas. Šiuo momentu išsibarstę lukštai jau susidaro aplink sudėtingą struktūrą, kurioje yra trijų žiedų "embrionai". Greitas ir galingas vėjas pučia visą struktūrą. Prieš supernovos sprogimą, kuris įvyko apie 20.000 metų po susijungimo, visas žiedų komplektas yra paruoštas. Jiems lieka tik jonizuoti joje medžiagą, turinčią galingą ultravioletinių spindulių srautą. (Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio astro-ph / 0703317)

Masės perdavimas tokioje sistemoje yra nestabilus: antroji žvaigždė negali "įsisavinti" viską, kas jame patenka, nes perdavimo sparta yra per didelė ir ji "perpildoma". Sukuriamas vadinamasis "paprastas" apvalkalas – tai yra, dvejetainė sistema yra panardinta į dujų debesį. Tokioje situacijoje dvigubos sudedamosios dalys pradeda susilieti (3 pav., Skydelis b), nes kampinis momentas yra nuimamas nuo sistemos kartu su korpuso medžiaga. Bendrosios apvalkalo medžiagos dalis išmetama (3 pav., Plokštė c) Galiausiai žvaigždės sujungiamos.

Iškart po susijungimo turėtų susidaryti kažkas "didelis ir laisvas". Tai raudonas supergiantas – žvaigždė su santykinai šaltais (taigi ir raudonais) išoriniais sluoksniais ir milžinišku spinduliu, kuris yra apie 1500 saulės.Pagrindinė žvaigždės masė (12 iš 20 saulės masių) yra sutelkta milžiniškoje pertvaroje. Po susijungimo sparčiai susiformavusi žvaigždutė sukasi (žinoma, greitai tik dėl savo milžiniško dydžio). Todėl jo forma nėra sferinė. Dalis medžiagos praeina, paimdama perteklinį kampinį momentą. Žvaigždė keičia savo išvaizdą. Jis susitraukia, milžiniškas mėlynas atsiranda po 1000 metų po susijungimo (mėlyna spalva susijusi su aukšta temperatūra išoriniuose sluoksniuose). Tai daug kompaktiškesnis ir lengvesnis už raudoną supergiantą. Galų gale, žvaigždės gali prarasti kelis saulės masės dėl tekančios medžiagos.

Pav. 4 Medžiagos pasiskirstymas aplink žvaigždę prieš sprogimą. Juodieji taškai rodo mėlynojo milžiniško žvaigždžių vėjo problemą. Mėlyna ir žalia – apvalkalo medžiaga. Žiedai (X, Z) = (0.4, 0.4) ir simetriškai po (X, Z) = (0.4, -0.4) rodomi žiedai tampa išoriniais žiedais (mes žiūrime į dešinę pusę gabalo dienovidinė plokštuma). Plokštė pusiau suplanuotoje plokštumoje X = 0,2 parseko taps vidiniu žiedu. Poliarinė ašis – poliarinė ašis ekvatorinis lėktuvas – ekvatorinė plokštuma (visi, palyginti su žvaigždute, žvaigždės ekvatorija sutampa su dvigubos orbitos plokštuma, kuri sujungta).Žvaigždė yra (0, 0). Pav. iš aptariamo straipsnio astro-ph / 0703317

Susidūrus ir išleidžiant dalines bendrą apvalkalą, ty iki mėlynojo milžino pasirodymo, jau buvo suformuoti vidinių ir išorinių žiedų "embrionai". Mėlynasis milžinas pradeda skleisti galingą žvaigždinį vėją, kuris daug greičiau nei raudonas milžinas. Vėjo medžiaga susiduria su išmesta kriaukle esančia medžiaga (3 pav d) Didelio tankio zonas dideliu atstumu sužlugdė mėlynas milžinas. Taip susidaro išoriniai žiedai. Vidinis žiedas įgauna savo galutinę išvaizdą dėl to, kad mėlynos milžinės vėjo sąveika su medžiaga, kuri anksčiau išplaukė į pusiaujo plokštumą.

Pav. 4 pavaizduota medžiagos pasiskirstymas 20 000 metų po susijungimo (kuris atitinka sprogimo momentą). Juodieji taškai rodo vėjo temperamentą, spalva rodo tamsos materiją. Paveikslėlyje parodyta tik pusė sistemos, antrasis yra simetriškas. Norėdami atstovauti visai sistemai, veidrodis vaizdą apie Z ašį. Žvaigždė yra taške (0,0). Viskas yra pasirengusi sprogimui.

Dabar, norėdami gauti vaizdą fig. 1, reikia tik "pabrėžti" susidariusią struktūrą supernovos sprogimu ir pasirinkti tinkamą kampą.Iš tiesų, nors prieš supernovą esančios antspaudos egzistavo prieš sprogimą, jų neįmanoma pamatyti iš Žemės. Supernovos sprogimas dėl galingos ultravioletinės spinduliuotės sukelia šių ruonių medžiagos jonizaciją. Štai kaip pasirodo ryškūs žiedai.

Ypač įdomu pažvelgti į visą vaizdą apie judančių žiedų išvaizdą. Galite tai padaryti čia ir čia. Vienas iš filmų (merger.mpg arba S1, priklausomai nuo to, iš kurios svetainės juos atsisiųsite) parodo, kaip sujungimo metu susidaro struktūra aplink žvaigždutę. Antras filmas (wind.mpg arba S2) parodo, kaip mėlynos milžinės vėjas supjausto į susidariusią struktūrą. Pirmojo filmo veiksmas vyksta tik 12 metų skalėje. Antrasis filmas pasakoja apie 20.000 metų istoriją.

Modeliavimo rezultato (1 pav.) Palyginimas su žiedo sistemos nuotrauka (2 pav.) Rodo, kad autoriai atliko savo darbą. Be to, paaiškindami visos sistemos išvaizdą, jie taip pat galėjo apibūdinti žiedų kinematines savybes. Ir tai jau yra rimti argumentai dėl to, kad nagrinėjamas modelis yra teisingas. Ir tai reiškia, kad "supernova 1987A" turi savo nuostabias savybes, kad sujungtų dvi žvaigždes.

Šaltinis: T. Morrisas, Tel. Podsiadlowski.Trigubo žiedo ūkas aplink SN 1987A: dvejetainio sujungimo pirštų atspaudai // astro-ph / 0704317.

Sergejus Popovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: