Жакында жарык көргөн макалаларында изилдөөчүлөр Саманчынын жолунда супернова ядросунун кыйроо ылдамдыгын бир кылымда 1.63 ± 0.46 окуя деп эсептешкен. Ошондуктан, акыркы супернова окуясын эске алганда, SN 1987A 35 жыл мурун 1987-жылы байкалган, Саманчынын жолунда кийинки супернова окуясы жакынкы келечекте каалаган убакта күтүлүшү мүмкүн.
Жылдыздын жана супернова жылдызынын жашоо жолу
Миллиарддаган жылдар аралыгында жылдыздар жашоо жолунан өтүп, жаралып, картая баштайт жана акырында жарылуу жана андан кийин жылдыз материалдарынын чаң же булут түрүндө жылдыздар аралык мейкиндикке тарашы менен өлөт.
Жылдыздын жашоосу тумандуулукта (чаң, суутек, гелий жана башка иондоштурулган газдар булуту) башталат, ал кезде гиганттык булуттун гравитациялык кулашы протожылдызды пайда кылат. Ал акыркы массасына жеткенге чейин газ менен чаңдын топтолушу менен андан ары өсө берет. Жылдыздын акыркы массасы анын жашоо узактыгын, ошондой эле жылдыздын өмүрүндө эмне болорун аныктайт.
Бардык жылдыздар энергиясын ядролук синтезден алышат. Ядродо күйүп жаткан ядролук отун жогорку температурадан улам күчтүү сырткы басымды жаратат. Бул ички тартылуу күчүн тең салмактайт. Ядродогу отун түгөнгөндө тең салмактуулук бузулат. Температура төмөндөйт, сырткы басым азаят. Натыйжада, ички кысуунун тартылуу күчү басымдуулук кылып, ядрону кысып, кулап түшүүгө мажбурлайт. Жылдыздын кулагандан кийин кандай болуп калышы жылдыздын массасына жараша болот. Аса чоң жылдыздарда, ядро кыска убакыттын ичинде кулаганда, ал эбегейсиз чоң сокку толкундарын пайда кылат. Күчтүү, жаркыраган жарылуу супернова деп аталат.
Бул убактылуу астрономиялык окуя жылдыздын акыркы эволюциялык этабында болуп, артында супернова калдыктарын калтырат. Жылдыздын массасына жараша, калдык нейтрон жылдызы же кара тешик болушу мүмкүн.
SN 1987A, акыркы супернова
Акыркы супернова окуясы SN 1987A болгон, ал 35 жыл мурун, 1987-жылдын февраль айында түштүк асманда байкалган. Бул 1604-жылы Кеплердин телескобунан бери көзгө көрүнгөн биринчи супернова окуясы болгон. Жакын жердеги Чоң Магеллан булутунда (Саманчынын жолунун спутник галактикасы ) жайгашкан ал 400 жылдан ашык убакыттан бери байкалган эң жаркыраган жарылуучу жылдыздардын бири болгон, ал бир нече ай бою 100 миллион күндүн күчү менен жаркырап, жылдыздын өлүмүнө чейинки, учурундагы жана андан кийинки фазаларды изилдөөгө уникалдуу мүмкүнчүлүк берген.
Суперноваларды изилдөө маанилүү
Суперноваларды изилдөө бир нече жагынан пайдалуу, мисалы, космостогу аралыктарды өлчөө , кеңейип бараткан ааламды жана жылдыздардын ааламдагы бардык нерселерди (анын ичинде бизди да) түзгөн бардык элементтердин фабрикалары катары мүнөзүн түшүнүү . Жылдыздардын өзөгүндөгү ядролук биригүүнүн (жеңил элементтердин) натыйжасында пайда болгон оор элементтер, ошондой эле өзөктүн кулашы учурунда жаңыдан пайда болгон элементтер супернова жарылуусу учурунда космоско тарайт. Суперновалар элементтерди аалам боюнча бөлүштүрүүдө маанилүү ролду ойношот.
Тилекке каршы, мурда супернованын жарылуусун жакындан байкоо жана изилдөө үчүн көп мүмкүнчүлүк болгон эмес. Биздин үй галактикабыздагы Саманчынын жолундагы супернованын жарылуусун жакындан байкоо жана изилдөө таң калыштуу болмок, анткени мындай шарттарда изилдөөнү Жердеги лабораторияларда эч качан жүргүзүү мүмкүн эмес болчу. Ошондуктан, супернованы ал башталганда эле аныктоо зарыл. Бирок, супернованын жарылуусу качан башталаарын кантип билсе болот? Супернованын жарылуусуна тоскоол боло турган кандайдыр бир эрте эскертүү системасы барбы?
Нейтрино, супернова жарылуу маяк
Жашоо курсунун аяк ченинде, жылдызды кубаттаган ядролук синтез үчүн отун катары жеңил элементтер түгөнүп калганда, ички тартылуу күчү үстөмдүк кылып, жылдыздын сырткы катмарлары ичкери карай түшө баштайт. Ядро кыйрай баштайт жана бир нече миллисекундда ядро ушунчалык кысылып, электрондор менен протондор биригип нейтрондорду пайда кылат жана пайда болгон ар бир нейтрон үчүн нейтрино бөлүнүп чыгат.
Ошентип пайда болгон нейтрондор жылдыздын өзөгүнүн ичиндеги прото-нейтрондук жылдызды түзөт, анын үстүнө жылдыздын калган бөлүгү интенсивдүү гравитациялык талаанын таасиринде түшүп, кайра артка кайтып келет. Пайда болгон сокку толкуну жылдызды талкалап, өзөктүн жалгыз калдыгын (жылдыздын массасына жараша нейтрон жылдызы же кара тешик ) калтырат, ал эми жылдыздын калган массасы жылдыздар аралык мейкиндикке чачырайт.
Гравитациялык ядронун кыйрашынын натыйжасында пайда болгон нейтринолордун эбегейсиз чоң жарылуусу материя менен өз ара аракеттенбеген мүнөзүнөн улам космоско тоскоолдуксуз чыгып кетет. Гравитациялык байланыш энергиясынын болжол менен 99% нейтринолор катары чыгып кетет (талаада камалып калган фотондордон мурун) жана супернова жарылуусуна тоскоолдук кылган маягы катары кызмат кылат. Бул нейтринолорду Жерде нейтрино обсерваториялары кармап алат, алар өз кезегинде супернова жарылуусунун оптикалык байкоосу жөнүндө эрте эскертүү катары кызмат кылат.
Качып бараткан нейтринолор жарылып жаткан жылдыздын ичиндеги экстремалдык окуялардын уникалдуу терезесин камсыздайт, бул негизги күчтөрдү жана элементардык бөлүкчөлөрдү түшүнүүгө таасирин тийгизиши мүмкүн.
Супернова эрте эскертүү системасы (SNEW)
Акыркы жолу байкалган супернова ядросунун кулашы учурунда (SN1987A) кубулуш жылаңач көз менен байкалган. Нейтрино эки Черенков суу детектору тарабынан аныкталган, Камиоканде-II жана Ирвин-МичиганБрукхавен (IMB) экспериментинде 19 нейтрино өз ара аракеттенүүсү байкалган. Бирок, нейтринолордун табылышы супернованын оптикалык байкоосуна тоскоол болуу үчүн маяк же сигнал катары иштеши мүмкүн. Натыйжада ар кандай обсерваториялар жана астрономдор изилдөө жана маалыматтарды чогултуу үчүн өз убагында аракет кыла албай калышты.
1987-жылдан бери нейтрино астрономиясы бир топ өнүккөн. Азыр SNWatch супернованы эскертүү системасы иштеп жатат, ал эксперттерге жана тиешелүү уюмдарга мүмкүн болгон супернованын көрүнүшү жөнүндө сигнал берүү үчүн программаланган. Жана дүйнө жүзү боюнча Supernova Early Warning System (SNEWS) деп аталган нейтрино обсерваторияларынын тармагы бар, алар аныктоого болгон ишенимди жогорулатуу үчүн сигналдарды бириктирет. Кадимки ар кандай иш-аракеттер жеке детекторлор тарабынан борбордук SNEWS серверине билдирилет. Андан тышкары, SNEWS жакында SNEWS 2.0 жаңыртуудан өттү, ал дагы төмөн ишеним эскертүүлөрүн чыгарат.
Саманчынын жолунда жакындап келе жаткан супернова
Дүйнө жүзү боюнча жайылган нейтрино обсерваториялары биздин галактикадагы жылдыздардын гравитациялык өзөктүн кыйрашынан келип чыккан нейтринолорду биринчилерден болуп аныктоону көздөп жатышат . Ошондуктан, алардын ийгилиги Саманчынын жолундагы супернова өзөгүнүн кыйрашынын ылдамдыгынан абдан көз каранды.
Жакында жарыяланган макалаларында изилдөөчүлөр Саманчынын жолунда супернова ядросунун кыйроо ылдамдыгын 1.63 жылда 0.46 ± 100 окуя деп эсептешкен; кылымда болжол менен бирден экиге чейин суперновага туура келет. Андан тышкары, эсептөөлөр Саманчынын жолунда супернова ядросунун кулашынын ортосундагы убакыт аралыгы 47 жылдан 85 жылга чейин болушу мүмкүн деп болжолдойт.
Ошондуктан, акыркы SN 1987A супернова окуясын эске алганда, жакынкы аралыкта Саманчынын жолундагы кийинки супернова окуясы күтүлүшү мүмкүн. Нейтрино обсерваториялары алгачкы жарылууларды аныктоо үчүн тармакка туташып, жаңыртылган Супернова эрте эскертүү системасы (SNEW) орнотулгандыктан, окумуштуулар өлүп бараткан жылдыздын супернова жарылуусу менен байланышкан кийинки экстремалдык окуяларды жакындан карап чыгуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болушат. Бул маанилүү окуя жана ааламды жакшыраак түшүнүү үчүн жылдыздын өлүмүнө чейинки, өлүм учурундагы жана андан кийинки фазаларды изилдөө үчүн уникалдуу мүмкүнчүлүк болот.
***
булагы:
- Фейерверк Galaxy, NGC 6946: Муну эмне кылат Galaxy ушунчалык өзгөчө? Илимий европалык. 11-жылдын 2021-январында жайгаштырылган. Бул даректе жеткиликтүү http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Supernova Neutrino Detection. Preprint axRiv. дареги боюнча жеткиликтүү https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, жана башкалар 2021. SNEWS 2.0: көп кабарчылуу астрономия үчүн кийинки муундагы супернованын эрте эскертүү системасы. New Journal of Physics, 23-том, март 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., and Cappellaroc E., 2021. Саманчынын жолунда өзөктүү кулашынын ылдамдыгы жөнүндө. Жаңы Астрономия Том 83, февраль 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv дареги боюнча жеткиликтүү https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Мерфи, CT, жана башкалар 2021. Күбөлөрдүн тарыхы: асмандагы таралышы, аныкталышы жана жылаңач көз менен караган Саманчынын жолу суперноваларынын ылдамдыгы. Королдук Астрономиялык Коомдун ай сайынгы билдирүүлөрү, 507-том, 1-басылышы, октябрь 2021-жыл, 927–943-беттер, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Бул даректе жеткиликтүү https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
