Ce știi despre supernove? Cu siguranță veți spune că o supernova este o explozie grandioasă a unei stele, în locul căreia rămâne o stea neutronică sau o gaură neagră.

Cu toate acestea, de fapt, nu toate supernovele sunt etapa finală din viața stelelor masive. Clasificarea modernă a exploziilor de supernove, pe lângă exploziile supergiganților, include și alte fenomene.

Nou și supernovă

Termenul „supernova” a migrat de la termenul „nouă stea”. „Noi” au numit stelele care au apărut pe cer aproape de la zero, după care au dispărut treptat. Primele „noi” sunt cunoscute din cronicile chineze care datează din mileniul II î.Hr. În mod interesant, supernove au fost adesea găsite printre aceste noi. De exemplu, Tycho Brahe a fost cel care a observat supernova în 1571, care mai târziu a inventat termenul „nouă stea”. Acum știm că în ambele cazuri nu vorbim despre nașterea unor noi luminari în sens literal.

Noile și supernovele indică o creștere bruscă a luminozității unei stele sau a unui grup de stele. De regulă, înainte oamenii nu aveau ocazia să observe stelele care au generat aceste focare. Acestea erau obiecte prea slabe pentru ochiul liber sau instrumentul astronomic al acelor ani. Ele au fost observate deja în momentul fulgerului, care semăna în mod natural cu nașterea unei noi stele.

În ciuda asemănării acestor fenomene, astăzi există o diferență puternică în definițiile lor. Luminozitatea maximă a supernovelor este de mii și sute de mii de ori mai mare decât luminozitatea maximă a stelelor noi. Această discrepanță se explică prin diferența fundamentală în natura acestor fenomene.

Nașterea noilor stele

Noile erupții sunt explozii termonucleare care au loc în unele sisteme stelare apropiate. Astfel de sisteme constau, de asemenea, dintr-o stea însoțitoare mai mare (stea din secvența principală, subgigant sau ). Gravitația puternică a piticii albe trage materia din steaua însoțitoare, rezultând formarea unui disc de acreție în jurul acesteia. Procesele termonucleare care au loc în discul de acreție își pierd uneori stabilitatea și devin explozive.

Ca urmare a unei astfel de explozii, luminozitatea sistemului stelar crește de mii și chiar de sute de mii de ori. Așa se naște o nouă stea. Un obiect până acum slab și chiar invizibil pentru observatorul pământesc, capătă o strălucire vizibilă. De regulă, un astfel de focar atinge apogeul în doar câteva zile și poate dispărea ani de zile. Destul de des, astfel de izbucniri se repetă în același sistem la fiecare câteva decenii; sunt periodice. Există, de asemenea, un înveliș de gaz în expansiune în jurul noii stele.

Exploziile de supernove au o natură complet diferită și mai diversă a originii lor.

Supernovele sunt de obicei împărțite în două clase principale (I și II). Aceste clase pot fi numite spectrale, deoarece se disting prin prezența și absența liniilor de hidrogen în spectre. De asemenea, aceste clase sunt vizibil diferite din punct de vedere vizual. Toate supernovele de clasa I sunt similare atât în ​​ceea ce privește puterea exploziei, cât și dinamica schimbării luminozității. Supernovele de clasa II sunt foarte diverse în acest sens. Puterea exploziei lor și dinamica schimbărilor de luminozitate se află într-o gamă foarte largă.

Toate supernovele de clasa II sunt generate de colapsul gravitațional în interiorul stelelor masive. Cu alte cuvinte, aceasta este aceeași, cunoscută nouă, explozia de supergiganți. Printre supernovele de prima clasă, se numără cele al căror mecanism de explozie este mai asemănător cu explozia de noi stele.

Moartea supergiganților

Supernovele sunt stele a căror masă depășește 8-10 mase solare. Nucleele unor astfel de stele, având hidrogen epuizat, trec la reacții termonucleare cu participarea heliului. După ce a epuizat heliul, miezul trece la sinteza elementelor din ce în ce mai grele. Din ce în ce mai multe straturi sunt create în intestinele unei stele, fiecare dintre ele având propriul tip de fuziune termonucleară. În stadiul final al evoluției sale, o astfel de stea se transformă într-o supergigant „stratificată”. Sinteza fierului are loc în miezul său, în timp ce sinteza heliului din hidrogen continuă mai aproape de suprafață.

Fuziunea nucleelor ​​de fier și a elementelor mai grele are loc odată cu absorbția energiei. Prin urmare, devenind fier, nucleul supergigantului nu mai este capabil să elibereze energie pentru a compensa forțele gravitaționale. Miezul își pierde echilibrul hidrodinamic și începe să se compreseze neregulat. Straturile rămase ale stelei continuă să mențină acest echilibru până când miezul se micșorează la o anumită dimensiune critică. Acum, restul straturilor și steaua în ansamblu își pierd echilibrul hidrodinamic. Numai că în acest caz nu compresia „câștigă”, ci energia eliberată în timpul colapsului și a reacțiilor ulterioare aleatorii. Există o resetare a carcasei exterioare - o explozie de supernovă.

diferențe de clasă

Diferitele clase și subclase de supernove sunt explicate prin felul în care era steaua înainte de explozie. De exemplu, absența hidrogenului în supernovele de clasa I (subclasele Ib, Ic) este o consecință a faptului că steaua în sine nu avea hidrogen. Cel mai probabil, o parte din învelișul său exterior s-a pierdut în timpul evoluției într-un sistem binar apropiat. Spectrul subclasei Ic diferă de Ib prin absența heliului.

În orice caz, supernovele de astfel de clase apar în stele care nu au o înveliș exterioară de hidrogen-heliu. Restul straturilor se află în limite destul de stricte ale dimensiunii și masei lor. Acest lucru se explică prin faptul că reacțiile termonucleare se înlocuiesc cu declanșarea unei anumite etape critice. De aceea exploziile stelelor de clasa Ic și Ib sunt atât de asemănătoare. Luminozitatea lor maximă este de aproximativ 1,5 miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui. Ele ating această luminozitate în 2-3 zile. După aceea, luminozitatea lor slăbește de 5-7 ori într-o lună și scade încet în lunile următoare.

Stelele supernovei de tip II aveau o înveliș de hidrogen-heliu. În funcție de masa stelei și de celelalte caracteristici ale acesteia, această înveliș poate avea limite diferite. Aceasta explică gama largă a caracterelor supernovelor. Luminozitatea lor poate varia de la zeci de milioane la zeci de miliarde de luminozități solare (excluzând exploziile de raze gamma - vezi mai jos). Iar dinamica modificărilor luminozității are un caracter foarte diferit.

transformarea piticii albe

Erupțiile fulgerătoare constituie o categorie specială de supernove. Aceasta este singura clasă de supernove care poate apărea în galaxiile eliptice. Această caracteristică sugerează că aceste focare nu sunt produsul morții supergiganților. Supergiganții nu supraviețuiesc până în momentul în care galaxiile lor „îmbătrânesc”, adică. devin eliptice. De asemenea, toate blițurile din această clasă au aproape aceeași luminozitate. Din această cauză, supernovele de tip Ia sunt „lumânările standard” ale Universului.

Ele apar într-un model foarte diferit. După cum sa menționat mai devreme, aceste explozii sunt oarecum similare ca natură cu noile explozii. Una dintre schemele pentru originea lor sugerează că și ele își au originea într-un sistem apropiat de pitică albă și steaua ei însoțitoare. Cu toate acestea, spre deosebire de stele noi, aici are loc o detonare de un tip diferit, mai catastrofal.

Pe măsură ce îți „devorezi” tovarășul, pitic alb crește în masă până când atinge limita Chandrasekhar. Această limită, aproximativ egală cu 1,38 mase solare, este limita superioară a masei unei pitice albe, după care aceasta se transformă într-o stea neutronică. Un astfel de eveniment este însoțit de o explozie termonucleară cu o eliberare colosală de energie, cu multe ordine de mărime mai mare decât o nouă explozie convențională. Valoarea practic neschimbată a limitei Chandrasekhar explică o discrepanță atât de mică în luminozitatea diferitelor erupții ale acestei subclase. Această luminozitate este de aproape 6 miliarde de ori mai mare decât luminozitatea solară, iar dinamica modificării sale este aceeași ca și pentru supernovele de clasa Ib, Ic.

Explozii Hypernova

Hipernovele sunt explozii a căror energie este cu câteva ordine de mărime mai mare decât energia supernovelor tipice. Adică, de fapt, sunt hipernove, sunt supernove foarte strălucitoare.

De regulă, este luată în considerare o explozie de stele supermasive, numite și hipernove. Masa unor astfel de stele începe de la 80 și depășește adesea limita teoretică de 150 de mase solare. Există, de asemenea, versiuni conform cărora hipernovele pot fi formate în timpul anihilării antimateriei, formării unei stele cuarc sau ciocnirii a două stele masive.

Hipernovele sunt demne de remarcat prin faptul că sunt cauza principală a, probabil, a celor mai intense și rare evenimente din Univers - exploziile de raze gamma. Durata exploziilor de raze gamma variază de la sutimi de secundă la câteva ore. Dar cel mai adesea durează 1-2 secunde. În aceste secunde, ei emit energie similară cu energia Soarelui pentru toate cele 10 miliarde de ani de viață! Natura exploziilor de raze gamma este încă în mare parte discutabilă.

Strămoșii vieții

În ciuda naturii lor catastrofale, supernovele pot fi numite pe bună dreptate progenitorii vieții în Univers. Puterea exploziei lor împinge mediul interstelar să formeze nori de gaz și praf și nebuloase, în care se nasc ulterior stelele. O altă caracteristică a acestora este că supernovele saturează mediul interstelar cu elemente grele.

Sunt supernove care generează toate elementele chimice care sunt mai grele decât fierul. La urma urmei, după cum sa menționat mai devreme, sinteza unor astfel de elemente necesită energie. Doar supernovele sunt capabile să „încarce” nuclee compuși și neutroni pentru producerea de noi elemente consumatoare de energie. Energia cinetică a exploziei le poartă prin spațiu împreună cu elementele formate în măruntaiele stelei explodate. Acestea includ carbonul, azotul și oxigenul și alte elemente fără de care viața organică este imposibilă.

observarea supernovei

Exploziile de supernove sunt fenomene extrem de rare. În galaxia noastră, care conține peste o sută de miliarde de stele, există doar câteva erupții pe secol. Potrivit cronicii și surselor astronomice medievale, în ultimii două mii de ani au fost înregistrate doar șase supernove vizibile cu ochiul liber. Astronomii moderni nu au văzut niciodată supernove în galaxia noastră. Cel mai apropiat s-a întâmplat în 1987 în Marele Nor Magellanic, unul dintre sateliții Căii Lactee. În fiecare an, oamenii de știință observă până la 60 de supernove care apar în alte galaxii.

Din cauza acestei rarități, supernovele sunt aproape întotdeauna observate deja în momentul izbucnirii. Evenimentele care au precedat-o nu au fost aproape niciodată observate, așa că natura supernovelor este încă în mare parte misterioasă. stiinta moderna incapabil să prezică cu exactitate supernove. Orice vedetă candidată este capabilă să aprindă abia după milioane de ani. Cel mai interesant în acest sens este Betelgeuse, care are o oportunitate foarte reală de a ilumina cerul pământesc în timpul vieții noastre.

Focare universale

Exploziile de hipernova sunt și mai rare. În galaxia noastră, un astfel de eveniment are loc o dată la sute de mii de ani. Cu toate acestea, exploziile de raze gamma generate de hipernove sunt observate aproape zilnic. Sunt atât de puternici încât sunt înregistrate din aproape toate colțurile universului.

De exemplu, una dintre exploziile de raze gamma, situate la 7,5 miliarde de ani lumină distanță, a putut fi văzută cu ochiul liber. Pentru a se întâmpla în galaxia Andromeda, cerul pământului pentru câteva secunde a fost iluminat de o stea cu strălucirea lunii pline. Dacă s-ar întâmpla de cealaltă parte a galaxiei noastre, un al doilea Soare ar apărea pe fundalul Căii Lactee! Se pare că luminozitatea blițului este de cvadrilioane de ori mai strălucitor decât soareleși de milioane de ori mai strălucitoare decât galaxia noastră. Având în vedere că există miliarde de galaxii în Univers, nu este de mirare de ce astfel de evenimente sunt înregistrate zilnic.

Impact asupra planetei noastre

Este puțin probabil ca supernovele să poată reprezenta o amenințare pentru umanitatea modernă și să afecteze în vreun fel planeta noastră. Chiar și explozia de la Betelgeuse ne va lumina cerul doar pentru câteva luni. Cu toate acestea, cu siguranță au avut o influență decisivă asupra noastră în trecut. Un exemplu în acest sens este prima din cele cinci extincții în masă de pe Pământ care au avut loc acum 440 de milioane de ani. Potrivit unei versiuni, cauza acestei dispariții a fost un fulger de raze gamma care a avut loc în galaxia noastră.

Mai remarcabil este rolul complet diferit al supernovelor. După cum sa menționat deja, supernovele creează elementele chimice necesare pentru apariția vieții bazate pe carbon. Biosfera terestră nu a făcut excepție. sistem solar format într-un nor de gaze care conținea fragmente din fostele explozii. Se pare că toți ne datorăm aspectul unei supernove.

Mai mult, supernovele au continuat să influențeze evoluția vieții pe Pământ. Prin creșterea fondului de radiații al planetei, au forțat organismele să se mute. Nu uitați de extincțiile majore. Cu siguranță supernovele „au făcut ajustări” de mai multe ori la biosfera pământului. La urma urmei, dacă nu ar exista acele extincții globale, specii complet diferite ar domina acum Pământul.

Amploarea exploziilor stelare

Pentru a înțelege vizual ce fel de energie au exploziile de supernove, să ne întoarcem la ecuația echivalentului de masă și energie. Potrivit lui, fiecare gram de materie conține o cantitate colosală de energie. Deci 1 gram de substanță este echivalent cu o explozie bombă atomică aruncat în aer peste Hiroshima. Energia bombei țarului este echivalentă cu trei kilograme de materie.

În fiecare secundă în timpul proceselor termonucleare din intestinele Soarelui, 764 de milioane de tone de hidrogen se transformă în 760 de milioane de tone de heliu. Acestea. în fiecare secundă Soarele radiază energie echivalentă cu 4 milioane de tone de materie. Doar o două miliarde din toată energia Soarelui ajunge pe Pământ, ceea ce este echivalent cu două kilograme de masă. Prin urmare, ei spun că explozia bombei țar a putut fi observată de pe Marte. Apropo, Soarele furnizează Pământului de câteva sute de ori mai multă energie decât consumă omenirea. Adică, pentru a acoperi nevoile energetice anuale ale întregii umanități moderne, doar câteva tone de materie trebuie convertite în energie.

Având în vedere cele de mai sus, imaginați-vă că supernova medie la vârf „ard” cvadrilioane de tone de materie. Aceasta corespunde masei unui asteroid mare. Energia totală a unei supernove este echivalentă cu masa unei planete sau chiar a unei stele de masă mică. În cele din urmă, o explozie de raze gamma în secunde, sau chiar fracțiuni de secundă din viața sa, împrăștie energie echivalentă cu masa Soarelui!

Supernove atât de diferite

Termenul „supernova” nu ar trebui asociat doar cu explozia stelelor. Aceste fenomene sunt poate la fel de diverse precum stelele înseși. Știința nu a înțeles încă multe dintre secretele lor.

O explozie de supernovă este un eveniment de proporții incredibile. De fapt, o explozie de supernovă înseamnă sfârșitul existenței sale sau, care are loc și, renașterea sub forma unei găuri negre sau a unei stele neutronice. Sfârșitul vieții unei supernove este întotdeauna însoțit de o explozie de o forță extraordinară, în timpul căreia materia stelei este aruncată în spațiu cu o viteză incredibilă și pe distanțe mari.

O explozie de supernovă durează doar câteva secunde, dar în această perioadă scurtă de timp este eliberată o cantitate fenomenală de energie. Deci, de exemplu, o explozie de supernovă poate emite de 13 ori mai multă lumină decât o întreagă galaxie formată din miliarde de stele, iar cantitatea de radiație eliberată sub formă de unde gama și de raze X în secunde este de multe ori mai mare decât în ​​miliarde de stele. ani de viata.

Deoarece exploziile supernovelor nu durează foarte mult, mai ales ținând cont de scara și magnitudinea cosmică, ele sunt cunoscute în principal după consecințe. Astfel de consecințe sunt nebuloase uriașe de gaz, care continuă să strălucească și să se extindă în spațiu pentru o perioadă foarte lungă de timp după explozie.

Poate cea mai faimoasă nebuloasă formată în urma exploziei unei supernove este nebuloasa crabului. Datorită cronicilor vechilor astronomi chinezi, se știe că a apărut după explozia unei stele din constelația Taurului în 1054. După cum ați putea ghici, blițul era atât de strălucitor încât putea fi observat cu ochiul liber. Acum, Nebuloasa Crabului poate fi văzută într-o noapte întunecată cu un binoclu obișnuit.

Nebuloasa Crab încă se extinde cu o viteză de 1.500 km pe secundă. Pe acest moment dimensiunea sa depășește 5 ani lumină.

Fotografia de mai sus este o compilație de trei imagini realizate în trei spectre diferite: raze X (telescopul Chandra), infraroșu (telescopul Spitzer) și optică convențională (). Razele X sunt reprezentate în albastru, iar sursa lor este un pulsar - o stea incredibil de densă formată după moartea unei supernove.

Nebuloasa Simeis 147 este una dintre cele mai mari nebuloase cunoscute in acest moment. O supernova care a explodat în urmă cu aproximativ 40.000 de ani a creat o nebuloasă de 160 de ani lumină. A fost descoperit de oamenii de știință sovietici G. Shayon și V. Gaza în 1952 la observatorul Simeiz cu același nume.

Fotografia arată ultima explozie de supernovă care a putut fi observată cu ochiul liber. A avut loc în 1987 în galaxia Marelui Nor Magellanic, la o distanță de 160.000 de ani lumină de noi. De mare interes sunt inelele neobișnuite sub forma numărului 8, despre natura adevărată a cărora oamenii de știință fac încă doar presupuneri.

Nebuloasa Medusa din constelația Gemeni nu a fost studiată la fel de bine, dar este foarte populară datorită frumuseții sale fără precedent și a unei mari stele însoțitoare care își schimbă periodic luminozitatea.

O explozie de supernovă este un fenomen cu adevărat cosmic. De fapt, aceasta este o explozie de putere colosală, în urma căreia steaua fie încetează deloc să mai existe, fie trece într-un mod calitativ. formă nouă- sub forma unei stele neutronice sau a unei gauri negre. În acest caz, straturile exterioare ale stelei sunt aruncate în spațiu. Răspândindu-se cu viteză mare, ele dau naștere unor nebuloase strălucitoare frumoase.

Nebuloasa Crab a câștigat notorietate în 1758, când astronomii așteptau întoarcerea cometei Halley. Charles Messier, celebrul „prindere de comete” din acea vreme, căuta un oaspete cu coadă printre coarnele Taurului, acolo unde era prezis. Dar, în schimb, astronomul a descoperit o nebuloasă alungită, care l-a derutat atât de mult încât a confundat-o cu o cometă. Pe viitor, pentru a evita confuzia, Messier a decis să catalogheze toate obiectele nebuloase de pe cer. Nebuloasa Crab este numărul 1 de catalog. Această imagine a Nebuloasei Crab a fost luată de Telescopul Spațial Hubble. Prezintă multe detalii: fibre de gaz, noduri, condensuri. Astăzi, nebuloasa se extinde cu o viteză de aproximativ 1.500 km/s, iar modificarea dimensiunii sale este vizibilă în fotografiile făcute la doar câțiva ani distanță. Dimensiunile totale ale Nebuloasei Crab depășesc 5 ani lumină.

Nebuloasa Crab (sau M1 conform catalogului lui C. Messier) este unul dintre cele mai cunoscute obiecte spațiale. Ideea aici nu este strălucirea sau frumusețea sa deosebită, ci rolul pe care Nebuloasa Crabului l-a jucat în istoria științei. Nebuloasa este rămășița unei explozii de supernovă care a avut loc în 1054. Mențiunile despre apariția unei stele foarte strălucitoare în acest loc au fost păstrate în cronicile chinezești. M1 se află în constelația Taur, lângă steaua ζ; în nopțile întunecate transparente se poate vedea cu binoclul.


Celebrul obiect Cassiopeia A, cea mai strălucitoare sursă de emisie radio de pe cer. Aceasta este rămășița unei supernove care a erupt în jurul anului 1667 în constelația Cassiopeia. Ciudat, dar nu găsim nicio mențiune despre o stea strălucitoare în analele celei de-a doua jumătate a secolului al XVII-lea. Probabil, în domeniul optic, radiația sa a fost mult atenuată praf interstelar. Ca rezultat al ultimei supernove observate în galaxia noastră, există încă o supernovă Kepler.


Nebuloasa crab în optică, termică și cu raze X. În centrul nebuloasei se află un pulsar, o stea neutronică superdensă care emite unde radio și generează raze X în materia înconjurătoare (razele X prezentate în albastru). Observațiile Nebuloasei Crab la diferite lungimi de undă au oferit astronomilor informații fundamentale despre stelele neutronice, pulsari și supernove. Această imagine este o combinație de trei imagini realizate de telescoapele spațiale Chandra, Hubble și Spitzer.


Rămășița supernovei lui Tycho. O supernova a erupt in 1572 in constelatia Cassiopeia. Steaua strălucitoare a fost observată de danezul Tycho Brahe, cel mai bun astronom-observator al erei pre-telescopice. Cartea scrisă de Brahe în urma acestui eveniment a avut o semnificație ideologică extraordinară, pentru că la acea vreme se credea că stelele erau neschimbate. Deja în timpul nostru, astronomii vânează această nebuloasă cu telescoape de mult timp, iar în 1952 au descoperit emisia ei radio. Prima fotografie în optică a fost făcută abia în anii 1960.


Rămășița supernovei în constelația Sails. Majoritatea supernovelor din galaxia noastră apar în planul Căii Lactee, deoarece aici se nasc și își petrec viata scurta stele masive. Resturile fibroase de supernovă sunt greu de văzut în această imagine din cauza abundenței de stele și a nebuloaselor roșii de hidrogen, dar învelișul sferic în expansiune poate fi încă identificat prin strălucirea verzuie. O supernova din Sails a izbucnit acum aproximativ 11-12 mii de ani. În timpul izbucnirii, steaua a aruncat o masă uriașă de materie în spațiu, dar nu s-a prăbușit complet: în locul său se afla un pulsar, o stea neutronică care emite unde radio.


Nebuloasa Creion (NGC 2736), parte a unei carcase de supernovă din constelația Vela. De fapt, nebuloasa este o undă de șoc care se propagă în spațiu cu o viteză de jumătate de milion de kilometri pe oră (în imagine zboară de jos în sus). Cu câteva mii de ani în urmă, această viteză era și mai mare, dar presiunea gazului interstelar din jur, oricât de nesemnificativă ar fi, a încetinit învelișul în expansiune al supernovei.


Prim-plan al NGC 6962 sau Eastern Veil. Un alt nume pentru acest obiect este Nebuloasa Rețea


Nebuloasa Simeiz 147 (aka Sh 2-240) este o rămășiță uriașă a unei explozii de supernovă, situată la granița constelațiilor Taur și Auriga. Nebuloasa a fost descoperită în 1952 de astronomii sovietici G. A. Shain și V. E. Gaze la observatorul Simeiz din Crimeea. Explozia a avut loc acum aproximativ 40.000 de ani, timp în care materialul în expansiune a ocupat o suprafață a cerului de 36 de ori mai mare decât aria Lunii pline! Dimensiunile reale ale nebuloasei sunt de 160 de ani lumină, iar distanța până la aceasta este estimată la 3000 de ani lumină. ani. Trăsătură distinctivă obiect - filamente lungi de gaze curbate, dând nebuloasei numele Spaghetti


Nebuloasa Medusa, o altă rămășiță binecunoscută de supernovă, se află în constelația Gemeni. Distanța până la această nebuloasă este puțin cunoscută și este probabil de aproximativ 5.000 de ani lumină. Data exploziei este, de asemenea, cunoscută foarte aproximativ: acum 3 - 30 de mii de ani. Steaua strălucitoare din dreapta este o variabilă interesantă, eta Gemeni, care poate fi observată (și studiată pentru modificări ale luminozității sale) cu ochiul liber.


Ultima dintre exploziile supernovei observate cu ochiul liber a avut loc în 1987 într-o galaxie din apropiere, Marele Nor Magellanic. Luminozitatea supernovei 1987A a atins 3 magnitudini, ceea ce este destul de mult având în vedere distanța colosală până la ea (aproximativ 160.000 de ani lumină); Progenitorul supernovei a fost o stea hipergigantă albastră. După explozie, în locul stelei au rămas o nebuloasă în expansiune și inele misterioase sub forma numărului 8. Oamenii de știință sugerează că motivul apariției lor ar putea fi interacțiunea vântului stelar al stelei precursoare cu gazul ejectat în timpul exploziei. explozie

MOSCOVA, 13 februarie - RIA Novosti. Oamenii de știință au reușit pentru prima dată să vadă o explozie de supernovă în primele ore după nașterea ei și să urmărească modul în care unda de șoc „accelerează” electronii din rămășițele unei stele ejectate, potrivit unui articol publicat în revista Nature Physics.

„Supernovele fulgeră atât de puternic încât pot fi văzute din cealaltă parte a universului, dar de obicei au timp să-și distrugă unele dintre propriile emisii în momentul în care le observăm. Prin urmare, aceste observații sunt atât de valoroase - am văzut prima dată înveliș gazos care înconjoară o stea pe moarte” , — a comentat despre cercetarea Norbert Langer (Norbert Langer) de la Universitatea din Bonn (Germania).

Ultimul fulger al unei stele

Supernovele izbucnesc ca urmare a prăbușirii gravitaționale a stelelor masive, când nucleul greu al stelei se contractă și creează o undă de rarefacție care ejectează materia ușoară din straturile exterioare ale stelei în spațiul cosmic. Ca urmare, se formează o nebuloasă gazoasă luminoasă, care continuă să se extindă pentru ceva timp după explozie. Supernovele de primul tip se formează ca urmare a exploziei unui sistem binar al unei pitici albe și a unei stele mai masive, iar focarele mai frecvente ale celui de-al doilea tip sunt rezultatul exploziei stelelor gigantice.

Oamenii de știință: „Supernova Nobel” a aruncat o stea din GalaxieDupă cum cred acum oamenii de știință, majoritatea Stelele cu hipervelocitate se nasc ca urmare a interacțiunii cu o gaură neagră și ei cred că studiul orbitelor stelelor cu hipervelocitate va face posibilă judecarea proprietăților găurilor negre și chiar a materiei întunecate.

În ultimii ani, oamenii de știință au înregistrat sute de noi supernove și au studiat activ focarele acestora, ceea ce ne-a ajutat să învățăm multe despre cum se nasc elementele mai grele decât fierul, cum ar fi putut apărea sistemul solar și ce rol joacă supernovele în evoluția galaxiilor. și nașterea stelelor în ele. Cu toate acestea, principalele secrete ale supernovei rămân un mister pentru astronomi, deoarece acestea sunt de obicei găsite la câteva zile după izbucnirea epidemiei și când unda de șoc care se propagă din centrul supernovei prin întreaga sa nebuloasă a avut deja timp să distrugă o parte din învelișurile exterioare ale stelei moarte.

Ofer Yaron de la Institutul de Știință Weizmann din Rehovot, Israel, a făcut primul pas spre dezvăluirea acestor mistere obținând fotografii și primele date spectrale de la supernova iPTF 13dqy, care a explodat în constelația Pegasus din galaxia NGC 7610 la doar trei ore după nașterea ei. Este situat relativ aproape de Calea Lactee, la doar 160 de milioane de ani-lumină distanță, ceea ce a permis oamenilor de știință să studieze această erupție în detaliu folosind telescopul Swift și Observatorul Palomar de la sol.

iPTF 13dqy în sine este o supernova de tip 2 care a explodat pe cerul nopții pe 6 octombrie 2013. Datorită faptului că a fost descoperit rapid, oamenii de știință au reușit să examineze carcasele de gaze aruncate de progenitorul său în ultimele câteva milioane de ani de viață înainte de moarte.

Oamenii de știință se așteaptă la o explozie de supernovă în Calea Lactee în următorii 50 de aniAstronomii plănuiesc să surprindă momentul potrivit cu ajutorul unui detector de neutrini. O supernovă le emite chiar de la începutul exploziei, dar în același timp poate clipi în lumină infraroșie sau vizibilă numai după câteva minute, ore sau zile.

bec de supernova

Aceste cochilii, după cum spun oamenii de știință, sunt sursa celor mai puternice fulgere generate de o supernova. Gazul din ele se ciocnește cu o undă de șoc care emană din intestinele unei stele pe moarte și este încălzit la temperaturi foarte ridicate, în urma cărora electronii „scapă” din atomi și generează fascicule puternice de unde ultraviolete și alte tipuri de unde electromagnetice. Puterea, durata și alte caracteristici ale acestei radiații depind de structura cochiliilor fostei stele, datorită căreia Yaron și colegii săi au putut să-și „vadă” structura observând fluctuațiile luminozității liniilor individuale din spectrul de iPTF 13dqy în primele ore de existență.

© Ofer Yaron

Aceste observații au arătat că diametrul acestei mingi de gaz și praf este destul de mare - aproximativ 20 de minute lumină, sau aproximativ 360 de milioane de kilometri. Această distanță corespunde aproximativ aceleiași distanțe la care se află centura principală de asteroizi dintre Jupiter și Marte în raport cu Soarele. Toate urmele acestei structuri ar fi trebuit să dispară la aproximativ 10 zile după explozia stelei și unda de șoc a ajuns în cele mai îndepărtate colțuri ale „coconului” său de gaz și praf.

Existența acestei structuri de gaz și praf indică faptul că în Anul trecutÎn timpul vieții sale, steaua pe moarte a ejectat volume record de gaz și praf în spațiul înconjurător, pierzând aproximativ 0,1% din masa Soarelui în acest timp. Acest lucru a fost posibil, potrivit oamenilor de știință, numai dacă interiorul stelei era extrem de instabil ultimele zile viata ei.

Prezența unei astfel de relații între emisii și procesele în interiorul unei stele care duc la explozia acesteia îi poate ajuta pe astrofizicieni să prezică cu mai multă acuratețe modul în care explodează supernovele și cât de repede va exploda cel mai apropiat candidat de Pământ - supergianta roșie Betelgeuse din constelația Orion, care este doar 640 de ani lumină. După cum speră cercetătorii, descoperirea altor supernove timpurii va clarifica această problemă.

Am văzut deja că, spre deosebire de Soare și de alte stele staționare, stelele fizice variabile își schimbă dimensiunea, temperatura fotosferei și luminozitatea. Printre diferite feluri stelele nestaționare de interes deosebit sunt stele noi și supernove. De fapt, acestea nu sunt stele nou apărute, ci cele preexistente, care au atras atenția cu o creștere bruscă a luminozității.

În timpul izbucnirilor de noi stele, luminozitatea crește de mii și milioane de ori pe o perioadă de la câteva zile până la câteva luni. Se știe că stelele reapar ca noi. Conform datelor moderne, noile stele fac de obicei parte din sistemele binare, iar izbucnirile uneia dintre stele apar ca urmare a schimbului de materie dintre stelele care formează sistemul binar. De exemplu, în sistemul „pitică albă - stea obișnuită (de luminozitate scăzută)”, exploziile care provoacă apariția unei noi stele pot avea loc atunci când gazul cade dintr-o stea obișnuită pe o pitică albă.

Și mai grandioase sunt exploziile de supernove, a căror luminozitate crește brusc cu aproximativ 19 m! La luminozitate maximă, suprafața radiantă a stelei se apropie de observator cu o viteză de câteva mii de kilometri pe secundă. Modelul exploziilor supernovelor sugerează că supernovele sunt stele care explodează.

Exploziile de supernove eliberează energie enormă în decursul mai multor zile - aproximativ 10 41 J. Astfel de explozii colosale au loc în etapele finale ale evoluției stelelor, a căror masă este de câteva ori mai mare decât masa Soarelui.

La luminozitate maximă, o supernova poate străluci mai strălucitoare decât un miliard de stele precum Soarele nostru. Cel mai mult explozii puternice Unele supernove pot ejecta materie cu o viteză de 5000 - 7000 km/s, a cărei masă atinge câteva mase solare. Rămășițele cochiliilor aruncate de supernove sunt vizibile mult timp ca gaz în expansiune.

Nu doar rămășițele de obuze de supernovă au fost găsite, ci și ceea ce a rămas din partea centrală a stelei odată explodate. Astfel de „rămășițe stelare” s-au dovedit a fi surse uimitoare de emisie radio, care au fost numite pulsari. Primii pulsari au fost descoperiți în 1967.

Unii pulsari au o rată de repetiție uimitor de stabilă a impulsurilor de emisie radio: impulsurile se repetă exact la aceleași intervale de timp, măsurate cu o precizie care depășește 10 -9 s! Pulsarurile deschise sunt situate la distanțe care nu depășesc sute de parsecs față de noi. Se presupune că pulsarii sunt stele superdense care se rotesc rapid cu raze de aproximativ 10 km și mase apropiate de masa Soarelui. Astfel de stele constau din neutroni împachetati dens și sunt numite stele neutronice. Doar o parte din timpul existenței lor, stelele cu neutroni se manifestă ca pulsari.

Exploziile de supernove sunt evenimente rare. În ultimul mileniu, doar câteva explozii de supernove au fost observate în sistemul nostru stelar. Dintre acestea, următoarele trei au fost stabilite cel mai sigur: izbucnirea anului 1054 în constelația Taur, în 1572 în constelația Cassiopeia, în 1604 în constelația Ofiuchus. Prima dintre aceste supernove a fost descrisă ca o „stea invitată” de astronomii chinezi și japonezi, a doua de Tycho Brahe, iar a treia a fost observată de Johannes Kepler. Luminozitatea supernovelor din 1054 și 1572 a depășit luminozitatea lui Venus, iar aceste stele erau vizibile în timpul zilei. De la inventarea telescopului (1609), nici măcar o supernova nu a fost observată în sistemul nostru stelar (este posibil ca unele focare să fi trecut neobservate). Când a devenit posibil să exploreze alte sisteme stelare, ei au început adesea să descopere stele noi și supernove.

Pe 23 februarie 1987, o supernova a explodat în Marele Nor Magellanic (constelația Dorado), cel mai mare satelit al galaxiei noastre. Pentru prima dată din 1604, o supernova a putut fi văzută chiar și cu ochiul liber. Înainte de izbucnire, o stea de magnitudinea a 12-a era în locul supernovei. Steaua a atins luminozitatea maximă de 4 m la începutul lunii martie, apoi a început să se estompeze încet. Oamenii de știință care au observat supernova cu ajutorul telescoapelor celor mai mari observatoare terestre, observatorului orbital Astron și telescoapelor cu raze X de pe modulul Kvant al stației orbitale Mir au reușit să urmărească pentru prima dată întregul proces al focarului. Observațiile au fost efectuate în diferite game ale spectrului, inclusiv în domeniul optic vizibil, ultraviolete, cu raze X și radio. În presa științifică au apărut rapoarte senzaționale despre înregistrarea neutrinului și, eventual, a radiației gravitaționale de la o stea explodata. Modelul structurii stelei în faza premergătoare exploziei a fost rafinat și îmbogățit cu rezultate noi.