Nesen publicētajos rakstos pētnieki ir aprēķinājuši, ka supernovas kodola sabrukšanas ātrums Piena ceļā ir 1.63 ± 0.46 notikumi gadsimtā. Tāpēc, ņemot vērā pēdējo supernovas notikumu, SN 1987A tika novērota pirms 35 gadiem 1987. gadā, nākamais supernovas notikums Piena ceļā var būt gaidāms jebkurā laikā tuvākajā nākotnē.
Dzīves gaita a zvaigzne & supernova
Miljardiem gadu laika skalā, zvaigznes iziet dzīves gaitu, viņi piedzimst, noveco un visbeidzot mirst sprādzienā un pēc tam zvaigžņu materiālu izkliedē starpzvaigžņu telpa kā putekļi vai mākonis.
Dzīve a zvaigzne sākas miglājā (putekļu, ūdeņraža, hēlija un citu jonizētu gāzu mākonis), kad milzu mākoņa gravitācijas sabrukšanas rezultātā rodas protozvaigzne. Tas turpina pieaugt, uzkrājoties gāzēm un putekļiem, līdz sasniedz galīgo masu. Galīgā masa zvaigzne nosaka tās dzīves ilgumu, kā arī to, kas ar zvaigzni notiek tās dzīves laikā.
visi zvaigznes enerģiju iegūst no kodolsintēzes. Kodoldegviela, kas deg kodolā, rada spēcīgu spiedienu uz āru augstās kodola temperatūras dēļ. Tas līdzsvaro iekšējo gravitācijas spēku. Līdzsvars tiek izjaukts, kad kodolā beidzas degviela. Temperatūra pazeminās, ārējais spiediens samazinās. Rezultātā iekšējās saspiešanas gravitācijas spēks kļūst dominējošs, liekot kodolam sarauties un sabrukt. Kāda zvaigzne galu galā nonāks pēc sabrukšanas, ir atkarīgs no zvaigznes masas. Supermasīvu zvaigžņu gadījumā kodols sabrūk īsā laika posmā, tas rada milzīgus triecienviļņus. Spēcīgo, gaišo sprādzienu sauc par supernovu.
Šis pārejošais astronomiskais notikums notiek zvaigznes pēdējā evolūcijas posmā un atstāj aiz sevis supernovas paliekas. Atkarībā no zvaigznes masas atlikums varētu būt neitronu zvaigzne vai a melnais caurums.
SN 1987A, pēdējā supernova
Pēdējais supernovas notikums bija SN 1987A, kas tika novērota dienvidu debesīs pirms 35 gadiem 1987. gada februārī. Tas bija pirmais šāds supernovas notikums, kas bija redzams ar neapbruņotu aci kopš Keplera 1604. gada. Atrodas tuvējā Lielajā Magelāna mākonī (pavadonis). galaktika Piena ceļš), tā bija viena no spožākajām sprādzienajām zvaigznēm, kas redzēta vairāk nekā 400 gadu laikā, kas vairākus mēnešus liesmoja ar 100 miljonu saules spēku un sniedza unikālu iespēju izpētīt fāzes pirms, tās laikā un pēc nāves. zvaigzne.
Supernovas izpēte ir svarīga
Supernovas izpēte ir noderīga vairākos veidos, piemēram, mērot attālumus telpa, izpratne par paplašināšanos visums un zvaigžņu būtība kā visu elementu rūpnīcas, kas padara visu (arī mūs) atrodamo visums. Smagākie elementi, kas radušies kodolsintēzes rezultātā (vieglākiem elementiem) zvaigžņu kodolā, kā arī jaunizveidotie elementi kodola sabrukšanas laikā tiek izplatīti visā pasaulē. telpa supernovas sprādziena laikā. Supernovām ir galvenā loma elementu izplatīšanā visā visums.
Diemžēl pagātnē nav bijis daudz iespēju rūpīgi novērot un pētīt supernovas sprādzienu. Supernovas sprādziena rūpīga novērošana un izpēte mūsu mājās galaktika Piena ceļš būtu ievērojams, jo pētījumu šādos apstākļos nekad nevarētu veikt laboratorijās uz Zemes. Līdz ar to ir obligāti jāatklāj supernova, tiklīdz tā sākas. Bet kā var zināt, kad sāksies supernovas sprādziens? Vai ir kāda agrīnās brīdināšanas sistēma, lai kavētu supernovas sprādzienu?
Neitrīno, supernovas sprādziena bāka
Aptuveni dzīves cikla beigās, kad zvaigznei beidzas vieglāki elementi kā degviela kodolsintēzei, kas to nodrošina, dominē iekšējais gravitācijas spiediens un zvaigznes ārējie slāņi sāk krist uz iekšu. Kodols sāk sabrukt, un dažās milisekundēs kodols kļūst tik saspiests, ka elektroni un protoni apvienojas, veidojot neitronus un katram izveidotajam neitronam tiek atbrīvots neitrīno.
Tādējādi izveidotie neitroni veido protoneitronu zvaigzni zvaigznes kodolā, uz kuras pārējā zvaigzne nokrīt intensīva gravitācijas lauka ietekmē un atlec atpakaļ. Radītais triecienvilnis sadala zvaigzni, atstājot vienīgo kodola palieku (neitronu zvaigzni vai a melnais caurums atkarībā no zvaigznes masas) aiz un pārējā zvaigznes masa izkliedējas starpzvaigžņu telpa.
Milzīgais uzliesmojums neitrīno rodas gravitācijas kodola sabrukuma rezultātā, izkļūstot ārpusē telpa netraucēti, jo tā nav interaktīva ar matēriju. Apmēram 99% gravitācijas saistošās enerģijas izplūst kā neitrīnos (apsteidzot fotonus, kas ir iesprostoti laukā) un darbojas kā bāka, kas kavē supernovas sprādzienu. Šos neitrīnos uz zemes var notvert neitrīno observatorijas, kas savukārt darbojas kā agrīns brīdinājums par iespējamu optisku novērojumu supernovas sprādzienam.
Izplūstošie neitrīno nodrošina arī unikālu logu ekstrēmiem notikumiem eksplodējošas zvaigznes iekšienē, kas var ietekmēt izpratni par pamatspēkiem un elementārdaļiņām.
Supernovas agrīnās brīdināšanas sistēma (JAUNA)
Pēdējās novērotās kodola sabrukšanas supernovas (SN1987A) laikā parādība tika novērota ar neapbruņotu aci. Neitrīnos tika atklāti ar diviem ūdens Čerenkova detektoriem, Kamiokande-II un Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) eksperimentu, kurā tika novēroti 19 neitrīno mijiedarbības notikumi. Tomēr neitrīno noteikšana varētu darboties kā bāka vai trauksmes signāls, kas kavē supernovas optisko novērošanu. Tā rezultātā dažādas observatorijas un astronomi nevarēja savlaicīgi rīkoties, lai izpētītu un apkopotu datus.
Kopš 1987. gada neitrīno astronomija ir daudz progresējusi. Tagad ir ieviesta supernovas brīdināšanas sistēma SNWatch, kas ir ieprogrammēta, lai brīdinātu ekspertus un attiecīgās organizācijas par iespējamu supernovas novērojumu. Un visā pasaulē ir neitrīno observatoriju tīkls, ko sauc par Supernovas agrīnās brīdināšanas sistēmu (SNEWS), kas apvieno signālus, lai uzlabotu pārliecību par noteikšanu. Par katru ierasto darbību atsevišķi detektori ziņo centrālajam SNEWS serverim. Turklāt SNEWS nesen tika jaunināts uz SNEWS 2.0, kas rada arī zemākas ticamības brīdinājumus.
Neizbēgama supernova Piena ceļā
Neitrīno observatorijas, kas izplatītas visā pasaulē, cenšas pirmo reizi atklāt neitrīnus, kas radušies zvaigžņu gravitācijas kodola sabrukšanas rezultātā mūsu mājās galaktika. Tāpēc to panākumi ir ļoti atkarīgi no supernovas kodola sabrukšanas ātruma Piena ceļā.
Nesen publicētajos rakstos pētnieki ir novērtējuši, ka supernovas kodola sabrukšanas ātrums Piena ceļā ir 1.63 ± 0.46 notikumi 100 gados; aptuveni viena līdz divas supernovas gadsimtā. Turklāt aprēķini liecina, ka laika intervāls starp supernovas kodola sabrukšanu Piena ceļā varētu būt no 47 līdz 85 gadiem.
Tāpēc, ņemot vērā pēdējo supernovas notikumu, SN 1987A tika novērots pirms 35 gadiem, nākamais supernovas notikums Piena ceļā var būt gaidāms jebkurā laikā tuvākajā nākotnē. Tā kā neitrīno novērošanas centri ir savienoti tīklā, lai noteiktu agrīnos uzliesmojumus, un modernizētā Supernovas agrīnās brīdināšanas sistēma (SNEW), zinātnieki varēs rūpīgi aplūkot nākamos ekstrēmos notikumus, kas saistīti ar mirstošas zvaigznes supernovas eksploziju. Tas būtu nozīmīgs notikums un unikāla iespēja izpētīt fāzes pirms zvaigznes nāves, tās laikā un pēc tās, lai labāk izprastu visums.
***
Avoti:
- Uguņošana galaktika, NGC 6946: Kas to padara galaktika tik īpašs? Zinātniskais eiropietis. Publicēts 11. gada 2021. janvārī. Pieejams plkst http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Šolbergs K. 2012. Supernovas neitrīno noteikšana. Preprint axRiv. Pieejams plkst https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, un citi 2021. SNEWS 2.0: nākamās paaudzes supernovas agrīnās brīdināšanas sistēma vairāku vēstnešu astronomijai. New Journal of Physics, 23. sējums, 2021. gada marts. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F. un Cappellaroc E., 2021. On the rate of core colllapse supernovae in the milky way. New Astronomy Volume 83, 2021. gada februāris, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv pieejams vietnē https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Mērfijs, CT, un citi 2021. gads. Vēstures liecinieks: Piena Ceļa supernovu izplatība debesīs, nosakāmība un biežums ar neapbruņotu aci. Karaliskās Astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumi, 507. sējums, 1. izdevums, 2021. gada oktobris, 927.–943. lpp., DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Pieejams plkst https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
