РЕКЛАМА

Събитието за свръхнова може да се случи по всяко време в нашата домашна галактика

НАУКИАСТРОНОМИЯ И КОСМИЧЕСКИ НАУКИСъбитието за свръхнова може да се случи по всяко време в нашата домашна галактика

В наскоро публикувани статии изследователите оценяват скоростта на срив на ядрото на свръхнова в Млечния път на 1.63 ± 0.46 събития на век. Следователно, като се има предвид последното събитие на свръхнова, SN 1987A е наблюдавано преди 35 години през 1987 г., следващото събитие на свръхнова в Млечния път може да се очаква по всяко време в близко бъдеще. 

Жизненият път на звезда и свръхнова  

Във времеви мащаб от милиарди години, звезди преминават през жизнен цикъл, те се раждат, остаряват и накрая умират с експлозия и последващо разпръскване на звездни материали в междузвездното пространство като прах или облак.  

Животът на звезда започва в мъглявина (облак от прах, водород, хелий и други йонизирани газове), когато гравитационният колапс на гигантски облак води до протозвезда. Това продължава да расте допълнително с натрупване на газ и прах, докато достигне крайната си маса. Крайната маса на звездата определя нейния живот, както и това, което се случва със звездата през нейния живот.  

Всички звезди получават енергията си от ядрен синтез. Ядреното гориво, което изгаря в активната зона, създава силно външно налягане поради високата температура на ядрото. Това балансира вътрешната гравитационна сила. Балансът се нарушава, когато горивото в ядрото свърши. Температурата спада, външното налягане намалява. В резултат на това гравитационната сила на вътрешното притискане става доминираща, принуждавайки ядрото да се свие и колапсира. Каква звезда накрая завършва след колапс зависи от масата на звездата. В случай на свръхмасивни звезди, когато ядрото се срине за кратък период от време, то създава огромни ударни вълни. Мощната, светеща експлозия се нарича свръхнова.  

Това преходно астрономическо събитие се случва по време на последния еволюционен етап на звезда и оставя след себе си остатък от свръхнова. В зависимост от масата на звездата, остатъкът може да бъде неутронна звезда или черна дупка.   

SN 1987A, последната свръхнова  

Последното събитие на свръхнова беше SN 1987A, което беше видяно в южното небе преди 35 години през февруари 1987 г. Това беше първото подобно събитие на свръхнова, видимо с просто око след това на Кеплер през 1604 г. Намира се в близкия Голям Магеланов облак (сателитна галактика на Млечния път), това беше една от най-ярките експлодиращи звезди, наблюдавани за повече от 400 години, които пламтяха със силата на 100 милиона слънца в продължение на няколко месеца и предоставиха уникална възможност за изследване на фазите преди, по време и след смъртта на звезда.  

Изучаването на свръхнова е важно  

Изучаването на свръхнова е полезно по няколко начина, като измерване на разстояния в пространството, разбиране на разширяващата се Вселена и природата на звездите като фабрики на всички елементи, които правят всичко (включително нас) във Вселената. По-тежките елементи, образувани в резултат на ядрен синтез (на по-леки елементи) в ядрото на звездите, както и новосъздадените елементи по време на колапс на ядрото се разпределят в пространството по време на експлозия на свръхнова. Свръхновите играят ключова роля в разпределението на елементите във Вселената.  

За съжаление, в миналото не е имало много възможности да се наблюдава и изучава отблизо експлозията на свръхнова. Внимателното наблюдение и изследване на експлозията на свръхнова в нашата домашна галактика Млечен път би било забележително, защото изследването при тези условия никога не би могло да се проведе в лаборатории на Земята. Оттук и наложителното откриване на свръхновата веднага щом започне. Но как ще разберем кога ще започне експлозия на свръхнова? Има ли някаква система за ранно предупреждение за възпрепятстване на експлозия на свръхнова?  

Неутрино, фарът на експлозията на свръхнова  

Около края на жизнения цикъл, когато звездата изчерпва по-леките елементи като гориво за ядрения синтез, който я захранва, вътрешният гравитационен тласък доминира и външните слоеве на звездата започват да падат навътре. Ядрото започва да се срива и за няколко милисекунди ядрото се компресира толкова, че електроните и протоните се комбинират, за да образуват неутрони и за всеки образуван неутрон се освобождава неутрино.  

Така образуваните неутрони представляват протонеутронна звезда в ядрото на звездата, върху която останалата част от звездата пада под интензивно гравитационно поле и отскача обратно. Генерираната ударна вълна разгражда звездата, оставяйки единственото ядро ​​(неутронна звезда или черна дупка в зависимост от масата на звездата) зад себе си, а останалата част от масата на звездата се разпръсква в междузвездното пространство.  

Огромният изблик на неутрино произведен в резултат на гравитационен колапс на ядрото, избяга безпрепятствено в космическото пространство поради неинтерактивната му природа с материята. Около 99% от гравитационната свързваща енергия излиза като неутрино (пред фотоните, които са уловени в полето) и действа като маяк за възпрепятстване на експлозията на свръхнова. Тези неутрино могат да бъдат уловени на Земята от обсерваториите за неутрино, които от своя страна действат като ранно предупреждение за възможно оптично наблюдение на експлозия на свръхнова скоро.  

Избягащите неутрино също така предоставят уникален прозорец към екстремни събития вътре в експлодираща звезда, което може да има отражение в разбирането на фундаменталните сили и елементарните частици.  

Система за ранно предупреждение за свръхнова (SNEW)  

По време на последното наблюдавано свръхнова с колапс на ядрото (SN1987A), явлението се наблюдава с невъоръжено око. Неутриното са открити от два водни детектора на Черенков, Kamiokande-II и експеримента Irvine-Michigan Brookhaven (IMB), който е наблюдавал 19 събития на взаимодействие с неутрино. Въпреки това, откриването на неутрино може да действа като маяк или аларма за възпрепятстване на оптичното наблюдение на свръхновата. В резултат на това различни обсерватории и астрономи не можеха да действат навреме, за да проучат и съберат данни.  

От 1987 г. неутринната астрономия е напреднала много. Сега е въведена системата за предупреждение за свръхнова SNWatch, която е програмирана да алармира експертите и съответните организации за възможно наблюдение на свръхнова. И има мрежа от неутрино обсерватории по целия свят, наречена Supernova Early Warning System (SNEWS), която комбинира сигнали, за да подобрят увереността при откриване. Всяка обичайна дейност се уведомява до централен SNEWS сървър от отделни детектори. Освен това, наскоро SNEWS бяха подложени на надстройка до SNEWS 2.0, които също произвеждат сигнали с по-ниска увереност.  

Предстояща свръхнова в Млечния път   

Обсерваториите за неутрино, разпространени по целия свят, целят първо откриване на неутрино в резултат на гравитационното срутване на ядрото на звездите в нашата родна галактика. Следователно техният успех зависи до голяма степен от скоростта на колапс на ядрото на свръхновата в Млечния път. 

В наскоро публикувани статии изследователите оценяват скоростта на срутване на ядрото на свръхнова в Млечния път на 1.63 ± 0.46 събития на 100 години; приблизително една до две свръхнови на век. Освен това оценките показват, че интервалът от време между срива на ядрото на свръхновата в Млечния път може да бъде между 47 до 85 години.  

Следователно, като се има предвид последното събитие на свръхнова, SN 1987A е наблюдавано преди 35 години, следващото събитие на свръхнова в Млечния път може да се очаква по всяко време в близко бъдеще. С неутринните обсерватории, свързани в мрежа за откриване на ранните изблици, и модернизираната система за ранно предупреждение за свръхнова (SNEW), учените ще бъдат в състояние да разгледат отблизо следващите екстремни събития, свързани с експлозия на свръхнова на умираща звезда. Това би било важно събитие и уникална възможност за изучаване на фазите преди, по време и след смъртта на звезда за по-добро разбиране на Вселената.  

  *** 

Източници:  

  1. Галактиката с фойерверки, NGC 6946: Какво прави тази галактика толкова специална? Научен европеец. Публикувано на 11 януари 2021 г. Налично на https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/  
  1. Шолберг К. 2012. Откриване на свръхнова неутрино. Предварителен печат axRiv. Наличен в https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf  
  1. Харуси С Ал, и др 2021. SNEWS 2.0: система за ранно предупреждение за свръхнова от следващо поколение за астрономия с множество пратеници. Ново списание по физика, том 23, март 2021 г. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33 
  1. Rozwadowskaab K., Vissaniab F., and Cappellaroc E., 2021. Относно скоростта на срутване на ядрото на свръхновите в млечния път. Нова астрономия, том 83, февруари 2021 г., 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Предпечат на axRiv наличен на https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf  
  1. Мърфи, CT, и др 2021. История на свидетелите: разпределение на небето, откриваемост и скорост на свръхнови на Млечния път с невъоръжено око. Месечни известия на Кралското астрономическо общество, том 507, брой 1, октомври 2021 г., страници 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Предварителен печат axRiv Наличен на https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf 

*** 

Екип на SCIEU
Екип на SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значителен напредък в науката. Въздействие върху човечеството. Вдъхновяващи умове.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Варианти на коронавирус: какво знаем досега

Коронавирусите са РНК вируси, принадлежащи към семейство coronaviridae. Тези вируси показват забележително високо...

COVID-19: Изпитанията на „неутрализиращи антитела“ започват в Обединеното кралство

University College London Hospitals (UCLH) обяви неутрализиращи антитела...
- Реклама -
99,634Феновекато
66,079последователиСледвай ни
6,297последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се