Hiljuti avaldatud paberites on teadlased hinnanud Linnuteel supernoova tuuma kokkuvarisemise kiiruseks 1.63 ± 0.46 sündmust sajandis. Seetõttu, arvestades viimast supernoovasündmust, SN 1987A täheldati 35 aastat tagasi 1987. aastal, võib lähitulevikus oodata järgmist supernoovasündmust Linnuteel.
Elukäik a täht & supernoova
Miljardite aastate skaalal tähed läbivad elutee, nad sünnivad, vananevad ja lõpuks surevad plahvatuse ja sellele järgnenud tähematerjalide tähtedevaheliseks hajumisel ruum tolmu või pilvena.
A elu täht saab alguse udukogust (tolmu, vesiniku, heeliumi ja muude ioniseeritud gaaside pilv), kui hiiglasliku pilve gravitatsioonilise kokkuvarisemise tagajärjel tekib prototäht. See kasvab jätkuvalt gaasi ja tolmu kogunemisega, kuni saavutab lõpliku massi. Lõplik mass täht määrab nii tema eluea kui ka selle, mis tähega tema elu jooksul juhtub.
Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik tähed saavad oma energia tuumasünteesist. Südamikus põlev tuumkütus tekitab kõrge südamiku temperatuuri tõttu tugeva väljapoole suunatud rõhu. See tasakaalustab sisemise gravitatsioonijõu. Tasakaal on häiritud, kui südamikus olev kütus otsa saab. Temperatuur langeb, väljapoole suunatud rõhk väheneb. Selle tulemusena muutub sissepoole pigistamise gravitatsioonijõud domineerivaks, sundides südamikku kokku tõmbuma ja kokku varisema. See, millisena täht lõpuks pärast kokkuvarisemist välja näeb, sõltub tähe massist. Ülimassiivsete tähtede puhul tekitab tuum lühikese aja jooksul kokkuvarisemisel tohutuid lööklaineid. Võimast helendavat plahvatust nimetatakse supernoovaks.
See mööduv astronoomiline sündmus leiab aset tähe viimases evolutsioonifaasis ja jätab endast maha supernoova jäänused. Sõltuvalt tähe massist võib jääk olla neutrontäht või a must auk.
SN 1987A, viimane supernoova
Viimane supernoovasündmus oli SN 1987A, mida nähti lõunataevas 35 aastat tagasi, veebruaris 1987. See oli esimene selline palja silmaga nähtav supernoovasündmus pärast Kepleri sündmust 1604. aastal. Asub lähedal asuvas Suures Magellani pilves (satelliit). galaktika Linnutee), oli see üks eredamaid plahvatavaid tähti, mida on nähtud enam kui 400 aasta jooksul, mis leegis mitu kuud 100 miljoni päikese jõul ja andis ainulaadse võimaluse uurida faase enne, selle ajal ja pärast surma. täht.
Supernoova uurimine on oluline
Supernoova uurimine on kasulik mitmel viisil, näiteks kauguste mõõtmisel ruum, arusaamine laienemisest universum ja tähtede olemus kui kõigi elementide tehased, mis teevad kõik (sealhulgas meie) leiduvast universum. Raskemad elemendid, mis tekkisid (kergemate elementide) tuumasünteesi tulemusena tähtede tuumas, samuti tuuma kokkuvarisemise käigus äsja tekkinud elemendid jaotuvad kõikjale. ruum supernoova plahvatuse ajal. Supernoovad mängivad võtmerolli elementide levitamisel kogu maailmas universum.
Kahjuks pole minevikus olnud palju võimalusi supernoova plahvatust lähedalt jälgida ja uurida. Supernoova plahvatuse tähelepanelik jälgimine ja uurimine meie kodus galaktika Linnutee oleks tähelepanuväärne, sest nendes tingimustes ei saaks uuringut kunagi Maa laborites läbi viia. Sellest tulenevalt tuleb supernoova avastada kohe, kui see algab. Aga kuidas saab teada, millal on algamas supernoova plahvatus? Kas supernoova plahvatuse takistamiseks on olemas varajase hoiatamise süsteem?
Neutriino, supernoova plahvatuse majakas
Umbes eluea lõpus, kui tähel saavad otsa kergemad elemendid, mis on seda toiteallika tuumasünteesi kütus, domineerib sissepoole suunatud gravitatsiooniline tõuge ja tähe välimised kihid hakkavad langema sissepoole. Tuum hakkab kokku varisema ja mõne millisekundi jooksul surutakse tuum nii kokku, et elektronid ja prootonid ühinevad neutroniteks ning iga moodustunud neutroni kohta vabaneb neutriino.
Nii moodustunud neutronid moodustavad tähe tuuma sees protoneutronitähe, millele ülejäänud täht langeb intensiivse gravitatsioonivälja mõjul alla ja põrkab tagasi. Tekkiv lööklaine lagundab tähe, jättes alles ainsa tuumajäägi (neutronitähe või a must auk olenevalt tähe massist) taga ja ülejäänud tähe mass hajub tähtedevaheliseks ruum.
Tohutu plahvatus neutrinos mis tekib gravitatsioonilise tuuma kokkuvarisemise tulemusena välispinnale pääsemisel ruum takistamatult oma mitteinteraktiivse olemuse tõttu ainega. Umbes 99% gravitatsioonilisest sidumisenergiast väljub neutriinodena (väljale lõksu jäänud footonite ees) ja toimib supernoova plahvatuse tõkestamisel. Neid neutriinod saavad maa peal kinni püüda neutriinoobservatooriumid, mis omakorda annavad varajase hoiatuse supernoova plahvatuse võimaliku optilise vaatluse kohta.
Põgenevad neutriinod pakuvad ka ainulaadset akent äärmuslikele sündmustele plahvatava tähe sees, mis võib mõjutada põhijõudude ja elementaarosakeste mõistmist.
Supernova varajase hoiatamise süsteem (UUS)
Viimase vaadeldud tuuma kokkuvarisemise supernoova (SN1987A) ajal täheldati nähtust palja silmaga. Neutriinod tuvastati kahe vee Tšerenkovi detektori, Kamiokande-II ja Irvine-MichiganBrookhaveni (IMB) katsega, mis olid täheldanud 19 neutriino interaktsiooni sündmust. Kuid neutriinode tuvastamine võib toimida majaka või häirena supernoova optilise vaatluse takistamiseks. Seetõttu ei saanud mitmed vaatluskeskused ja astronoomid õigel ajal tegutseda, et uurida ja andmeid koguda.
Alates 1987. aastast on neutriinoastronoomia palju edasi arenenud. Nüüd on paigas supernoova häiresüsteem SNWatch, mis on programmeeritud andma ekspertidele ja asjaomastele organisatsioonidele häiret võimaliku supernoovavaatluse kohta. Ja üle maailma on olemas neutriinoobservatooriumide võrgustik Supernova Early Warning System (SNEWS), mis ühendab signaale, et parandada avastamise usaldusväärsust. Igast tavapärasest tegevusest teavitavad üksikud detektorid kesksesse SNEWS serverisse. Lisaks oli SNEWS hiljuti uuendatud versioonile SNEWS 2.0, mis annab ka madalama usaldusväärsusega hoiatusi.
Vahetu supernoova Linnutees
Üle maailma levinud neutriinode vaatluskeskused püüavad esmakordselt avastada neutriinosid, mis tulenevad meie kodu tähtede gravitatsioonilise tuuma kokkuvarisemisest galaktika. Seetõttu sõltub nende edu väga suurel määral supernoova tuuma kokkuvarisemise kiirusest Linnuteel.
Hiljuti avaldatud artiklites on teadlased hinnanud Linnuteel supernoova tuuma kokkuvarisemise määraks 1.63 ± 0.46 sündmust 100 aasta kohta; ligikaudu üks kuni kaks supernoovat sajandis. Lisaks näitavad hinnangud, et ajavahemik Linnutee tuuma kokkuvarisemise vahel võib olla 47–85 aastat.
Seetõttu, arvestades viimast supernoovasündmust, SN 1987A täheldati 35 aastat tagasi, võib lähitulevikus oodata Linnutee järgmist supernoovasündmust. Kuna neutriinode vaatluskeskused on võrku ühendatud varajaste pursete tuvastamiseks ja uuendatud Supernova Early Warning System (SNEW) on paigas, on teadlastel võimalik lähemalt uurida järgmisi äärmuslikke sündmusi, mis on seotud sureva tähe supernoova plahvatusega. See oleks oluline sündmus ja ainulaadne võimalus uurida faase enne, selle ajal ja pärast tähe surma, et paremini mõista tähe surma. universum.
***
Allikad:
- Ilutulestik galaktika, NGC 6946: Mis teeb selle galaktika nii eriline? Teaduslik eurooplane. Postitatud 11. jaanuaril 2021. Saadaval aadressil http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Supernoova neutriinode tuvastamine. Eeltrükk axRiv. Saadaval aadressil https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: järgmise põlvkonna supernoova varajase hoiatamise süsteem mitme sõnumiga astronoomia jaoks. New Journal of Physics, 23. köide, märts 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F. ja Cappellaroc E., 2021. On the rate of core colllapse supernovae in the milky way. New Astronomy Volume 83, veebruar 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv saadaval aadressil https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Ajaloo tunnistaja: palja silmaga Linnutee supernoovade levik taevas, tuvastatavus ja sagedus. Royal Astronomical Society igakuised teated, 507. köide, 1. väljaanne, oktoober 2021, lk 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Saadaval aadressil https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
