В журнале Astronomy and Astrophysics опубликовано исследование ученых останков сверхновой SN 1987A. Новые наблюдения позволили международной команде астрономов впервые составить подробную трёхмерную картину центральной части разлетающегося облака материала. Коротко работа описана в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO).

Видео, показывающее местоположение SN 1987A и реконструкцию происходящих процессов, выполненную художником.

Астрономы из Великобритании, Германии и Швеции провели длительные наблюдения сверхновой SN 1987A и оценили пространственную асимметрию выброса вещества и скорость движения последнего.

Сверхновая SN 1987A вспыхнула в туманности Тарантула в Большом Магеллановом Облаке — карликовой галактике, являющейся спутником Млечного Пути. Она является одной из самых известных сверхновых, свет от ее взрыва достиг Земли в 1987 году. И так как она расположена относительно недалеко (в 170 тысячах световых лет от Земли), астрономы могут изучить происходящие в ней процессы в деталях.

На примере SN 1987A впервые было показано, что внутренние оболочки звезды, коллапс которых и приводит ко взрыву, испускают в ходе этого процесса поток быстрых частиц-нейтрино.

Используя архивы, где хранились снимки звезды до взрыва, ученые зафиксировали некоторые возможные признаки надвигающейся катастрофы. Было показано образование сверхновой радиоактивных элементов и другие интересные особенности.

Учёным известна масса предшественника сверхновой — 18 солнечных — и общие массы различных элементов и радиоактивных изотопов, выброшенных взрывом. При исследовании SN 1987A были получены и первые экспериментальные свидетельства того, что взрывы звёзд асимметричны.

Если ранее для «получения» сверхновой в объёме учёные использовали виртуальные модели абстрактных звёзд, то теперь они сумели выстроить образ подлинного события. SN 1987A наблюдалась в 1987 году, причём она была видна невооружённым глазом. Это была самая яркая и близкая сверхновая за 383 года.

В новой работе рассматриваются результаты наблюдений, выполненных в октябре и ноябре 2005 года (через 6 816, 6 824, 6 825, 6 839 и 6 843 дня после взрыва) с помощью спектрографа SINFONI «Очень большого телескопа». SINFONI работает в ближнем ИК-диапазоне на длинах волн 1,1–2,45 мкм, и для изучения структуры вещества SN 1987A были выбраны спектральные линии нейтрального кремния и однократно ионизованного железа (? = 1,64 мкм) и нейтрального гелия (? = 2,058 мкм).

Сверху показан снятый авторами спектр, совмещённый с модельным. Снизу дана расшифровка компонентов модели: синяя, красная, жёлтая и голубая линии соответствуют нейтральным гелию [He I], кремнию [Si I], кальцию [Ca I] и железу [Fe I]. Зелёным отмечено однократно ионизованное железо [Fe II]. (Иллюстрация из журнала Astronomy & Astrophysics.)

Как гласит пресс-релиз ESO, первый материал, выброшенный при взрыве, развил скорость в 100 миллионов километров в час. Но даже ему потребовалось 10 лет, чтобы достичь кольца из газа и пыли, ранее сброшенного умирающей звездой. Снимки показали и вторую волну, перемещающуюся в десять раз медленнее и нагревающуюся за счёт радиоактивных элементов, созданных в результате гибели голубого сверхгиганта.

Изображения в диапазоне длины волны 1.644 ?m  SN 1987A и его околозвёздного кольца в различных скоростных интервалах значений вдоль угла обзора, которые показывают пространственное распределение различных скоростей для этой длины волны.

Реконструкция происходящих процессов в SN 1987A, выполненная художником.

Полученные данные свидетельствуют о том, что «облако» выброшенного вещества имеет неправильную форму. Его внешние слои движутся со скоростью около 30 000 км/с, что примерно соответствует десятой части скорости света. Внутренние слои до сих пор разогреваются процессами радиоактивного распада (преимущественно позитронами от распадов изотопа 44Ti) и перемещаются приблизительно в десять раз медленнее.

Предпочтительное направление взрыва не вполне совпадает с тем, что предсказывалось на основе предыдущих наблюдений за кольцами разлетающегося материала, — добавляет один из авторов исследования Карина Кьер (Karina Kj?r) из Королевского университета в Белфасте (Queen's University Belfast).

Но в целом такая асимметрия в процессе гибели крупных звёзд как результат крупномасштабных неустойчивостей предсказывалась в численном моделировании. Теперь же впервые она подтверждена прямым наблюдением. Такие результаты вполне соответствуют предсказаниям современных компьютерных моделей взрывов сверхновых.

На основании полученных данных ученые смогли реконструировать трехмерную картину распределения материи в «остатках» сверхновой. Ученые обнаружили, что вещество расположено несимметрично, то есть взрыв происходил не равномерно, а с «перекосом» — по некоторым направлениям материя разлеталась быстрее, чем по другим. Асимметрия в расположении материи подтверждает некоторые теории эволюции звезд, которые недавно были подкреплены компьютерными моделями. Кроме того, проанализировав расположение вещества, ученые смогли частично восстановить последовательность событий при взрыве и уточнить, с какой скоростью двигалось вещество.

Получив трехмерное изображение взрыва сверхновой, европейские астрономы уже спешат с выводами. Выполненная художником реконструкция, наконец, показала в объёме различные элементы звезды: два внешних кольца, одно внутреннее и деформированный материал, расположенный внутри.

По мнению ученых, модель в 3D-формате неоспоримо свидетельствует о том, что сильнейший взрыв сверхновой проходил не равномерно, а как бы «с перекосом», то есть по некоторым направлениям материя разлеталась быстрее, чем по другим. Именно из-за этого остатки звезды приобрели необычную форму.

«Это потрясающе интересный результат. Он говорит о том, что взрыв этой звезды происходил не так, как мы думали, то есть в виде струй, а другим образом. Как будто эта картина ближе всего соответствует одной из новейших моделей взрыва», — считает Николай Чугай, завотделом нестационарных звезд и звездной спектроскопии Института астрономии РАН.

Так почему же эти космические объекты интересны ученым? Сверхновыми называют звезды на последней стадии их эволюции — те самые, которые, умирая, взрываются чрезвычайно яркой вспышкой. Именно в процессе горения таких звёзд образуется большинство тяжелых химических элементов, из которых состоит и планета Земля. Вот почему европейские астрономы, за плечами которых не одно громкое открытие — например, именно они подтвердили, что в центре нашей галактики существует чёрная дыра, — с такой надеждой говорят о своем последнем исследовании.

Подобные наблюдения за небесными телами позволят лучше изучить удаленные галактики, а также понять, как развивалась Вселенная.

Использованы материалы:

science.compulenta.ru

www.membrana.ru

lenta.ru

aanda.org

Tags: ,

Эта статья была опубликована: Воскресенье, августа 8, 2010 в 12:12 в категории Космос. Вы можете читать любые ответы через RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

Ваш комментарий

Имя (*)
email (*)
вебсайт
Комментарий
Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha