Trūkstama žvaigždė • Hayk Hakobyan • Mokslinis dienos vaizdas "Elementai" • Astronomija

Trūksta žvaigždės

Čia yra du Hablo teleskopo vaizdai. Jie rodo tą patį dangaus plotą, kurio skirtumas yra 8 metai: kairysis vaizdas buvo padarytas 2007 m., Teisingas – 2015 m. Kairėje žvaigždė N6946-BH1 iš galaktikos NGC 6946, apie 22 milijonų šviesmečių, nutolusi nuo mūsų, yra apvažiuojama. Tai raudonas viršgionis, kurio masė lygi 25 saulės masėms. Toje pačioje vietoje yra apskritimas dešinėje – bet žvaigždė nebėra. Ar didžiulė stipri žvaigždė negalėjo eiti ir išnykti be pėdsakų?

Norint suprasti, kur žvaigždė galėjo nuvažiuoti, turime prisiminti, kaip praeina paskutiniai sunkiųjų žvaigždžių evoliucijos etapai.

Pasibaigus žvaigždės gyvenimui, "degalai" dega gilumoje, galintys sukurti pakankamai spaudimo, kad būtų išvengta gravitacinio suspaudimo (žr. Užduotis "Žvaigždžių pusiausvyra" ir "Pagrindinė seka"). Žvaigždėse, kurių masė yra daugiau kaip 10 saulės masės, šerdies temperatūra yra keletas dešimčių milijonų kelvino. Tai yra tiek daug, kad vietoj tipinės p-grandinės termobranduolinių reakcijų (žr. Užduotį "Detektorius neutrinoms"), anglies ir deguonies deginimas CNO grandinėje tampa pagrindiniu žvaigždės energijos išsiskyrimo požiūriu, o centre aktyviai kaupiasi visi elementai iki geležies ir nikelio.Kai šviesos elementai baigiasi (jie sudaro didžiąją "degalų" dalį), slėgis žvaigždės centre sumažėja, o savisaugumas lemia žvaigždės korpuso suspaudimą ir kritimą ant šerdies, kurio slėgis jo nebegali.

Taigi branduolys tampa sunkesnis, o kritiška masė (1,44 saulės masės – Chandrasekhar riba) prasideda žlugimu. Anglų kalbos literatūroje šis procesas vadinamas pagrindiniu žlugimu. Toks suspaudimas yra toks stiprus, kad išoriniai šerdies sluoksniai pasiekia maždaug 20% ​​šviesos greitį. Šerdis iš tiesų yra atskirtas nuo išorinio apvalkalo, kurį sudaro pačios sutartys.

Jei žvaigždė nėra pernelyg sunki (mažiau nei ~ 25 saulės masės), suspaudimas gali būti staiga sustabdytas dėl tankiai supakuotų neutronų slėgio (vadinamosios neutronų degeneracijos pasireiškimas), o išorinis branduolio korpusas "atspindi" nuo vidinio, formuojantis smūginę bangą, skleidžiančią išorę . Toks atvejis vadinamas "II tipo" supernovos sprogimu arba "branduolio-žlugimo" supernova (žr. Vaizdo įrašą). Tokių supernovų sprogimo mechanizmas nėra visiškai išvystytas, tačiau astrofiziologai visame pasaulyje sprendžia šį klausimą, atlieka brangus modeliavimą ir supranta, kaip įvairūs parametrai, tokie kaip magnetinis laukas, sukimasis, branduolio sąveika su apvalkalu ir tt, daro įtaką sprogimui.

Tačiau mūsų atveju, šioje srityje nebuvo užfiksuota supernovos sprogimo, ir nebuvo pastebėta jokių likučių, rodančių sprogimą. Faktas yra ta, kad jei kritimo lukšto masė yra per didelė, netgi degeneruotų neutronų slėgis negali apriboti žlugimo, o medžiaga suspaudžiama tol, kol susidaro juoda skylė. Šiuo atveju dalis korpuso vis dar išmeta, sudarant akrecijos diską aplink įvykių horizontą.

Iškart prieš šį paslaptingą "išnykimą", žvaigždės ryškumas keletą mėnesių padidėjo. Tai leido apskaičiuoti, kad 3-10 mėnesių prieš žlugimą žvaigždė išmesdavo didelę jo medžiagos dalį kelių šimtų km / s greičiu.

Žvaigždės N6946-BH1 ryškumo pokytis laikui bėgant. Žymos skirtingų formų atitinka skirtingų teleskopų duomenis, skirtingos linijų spalvos – spinduliuotė skirtingais bangos ilgiais. Vertikali ašis žvaigždės ryškumo santykis su saulės ryškumu, ant horizontalios ašies – laikas Julijos dienomis. Grafikas iš S. M. Adamsas ir kt., 2017 m. Nepakartojamų supernovų su Didžiojo binokulinio teleskopo paieška: dingusio žvaigždės patvirtinimas

Apskritai, tokių objektų egzistavimas, kurie žlugdo be juodųjų sprogimų į juodas skylutes, dar nebuvo įrodytas. Kartais jie vadinami nepavykusiais supernovos (nesėkmingos supernovos).Jei patvirtinama, kad N6946-BH1 yra tikrai nepavykusi supernova, kuri sugriuvo į juodąją skylę, tai bus pirmasis aiškus įrodymas, kad per sunkios žvaigždės negali sprogti, naudodamos branduolio žlugimo mechanizmą. Siekiant visiško tikrumo, vis dar trūksta keleto pagrindinių pastabų.

Pirma, gali atsitikti taip, kad juodoji skylė nėra, bet tiesiog dėl galingo išstūmimo žvaigždė dingo už storo dulkių sluoksnio. Hablo pastabos dėl tokio scenarijaus gali labai mažai tvirtinti – šis teleskopas veikia optiniuose ir IR diapazonuose, dėl kurių dulkės yra nepermatomos. Siekiant išspręsti šią problemą, norint įvertinti jo kiekį, gali tekti atlikti stebėjimus mikronų diapazone, kuriame dulkės išsiskiria (ateityje James Webb pavadintas teleskopas gali tai padaryti). Antra, norint visiškai pasitikėti, kad visada yra juodoji skylė, dabar būtų gerai aptikti rentgeno spindulius, o tai reikštų akrekcijos disko buvimą iki įvykio horizonto.

Nuotrauka © NASA / ESA / C. Kochanek iš fotojournal.jpl.nasa.gov.

Hayk Hakobyan


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: :???: :?: :!: