Astronomiya

Supernovaya gedən ulduzlardan qara dəliklər necə yaranır

Supernovaya gedən ulduzlardan qara dəliklər necə yaranır

Bilirəm ki, Günəş kütləsinin 20 qatından çox olan ulduzların nüvələri ulduzun ömrünün sonunda qara dəliklərə çevrilir. Lakin, mənim anlayışımca, qara dəlik halına gələn nüvəli ulduzlar bir supernovada partlaya bilər. Bu hadisənin baş verməsi üçün bir ulduzun əsas sıçrayışdan yaranan bir şok dalğası ilə parçalanması lazım olduğu üçün bunun mənası yoxdur. Günəşin kütləsindən 20 dəfədən çox olan ulduzlar üçün bu necə ola bilər?


Ulduzlar supernovalar tərəfindən parçalanmır və ya heç olmasa nüvələri parçalanmır$^*$. Partlayışın mərkəzində bir proto-neytron ulduzu var. Həqiqətən də partlayışa səbəb olan bu proto neytron ulduzunun meydana gəlməsidir.

Nüvə kifayət qədər böyükdürsə, neytron ulduzu hər hansı bir təzyiq mənbəyi tərəfindən dəstəklənməyəcək qədər böyük olacaq və sürətlə qara dəliyə çökəcəkdir. Bu çox güman ki, supernova bütün zərfi qovmaq üçün kifayət qədər enerjili deyilsə və bir hissəsi yenidən proto neytron ulduzuna düşərək onun nüfuz etməsinə səbəb olarsa.

Çox güman ki, supernova partlaması olmadan bir çox qara dəlik meydana gələ bilər. İstehsal etmək üçün yəqin ki, birbaşa çökmə qara dəlik lazımdır $> 10M_ odot $ qara dəliklər.

Bu imkanlar və bunlara dair müşahidə sübutları Mirabel (2016) tərəfindən müzakirə edilmişdir.

$*$ İstisnalar bu şəkildə istehsal edilə bilən qara dəlik kütləsinə yuxarı sərhəd təyin edə bilən çox yüksək kütlələrdə cüt qeyri-sabitlik supernovalarıdır.


Ulduzlar Qara deliklər necə yaradır

Qara dəlik nədir? Qara dəliklər haradadır? Qara dəliklər necə yarandı? Bu suallara Google cavablarını axtarırsınızsa, hamısı eyni məlumat verir.

"A qara dəlik cazibə qüvvəsinin çəkmə gücünün o qədər güclü olduğu kosmosdakı bir bölgədir ki, işıq belə qaça bilmir. Güclü cazibə, maddənin kiçik bir boşluğa basıldığı üçün meydana gəlir. "

Bu şəkil ulduzlar qalaktikasındakı qara dəlik M87-nin birləşməsidir.

"A Qara dəlik kütləvi bir ulduz bütün yanacaqlarını füzyon üçün istifadə etdikdə meydana gəlir. Birləşmə reaksiyası bir ulduzda dayanarsa, cazibə qüvvəsi maddəyə daxil olur. İki şey olur, ulduz Supernovaya gedir və xarici qabığı kosmosa partladır və daxili nüvə içəri girərək Qara dəlik meydana gətirir. "

Bunlardan razı deyiləm Google cavablar. Daha çox bilmək istəyirəm.


Qara dəliklər necə yaranır?

Müəllif: Maria Temming 22 iyul 2014 0

Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin

Sənətçinin supernova partlaması göstərməsi.
NASA / CXC / M. Weiss X-ray: NASA / CXC / UC Berkeley / N.Smith et al. IR: Lick / UC Berkeley / J.Bloom & amp C.Hansen

"Qara dəliklər necə yaranır?" Sualına bir neçə cavab var. Müxtəlif proseslər yolu ilə müxtəlif növ qara dəliklər əmələ gəlir. Ulduz kütləsindəki qara dəliklər supernovalarda çox kütləvi ulduzlar (tipik olaraq onlarla günəş kütləsi) partladıqda yaranır. Bu partlayışlar kainatdakı ən enerjili hadisələrdəndir. Bir supernovada ölməkdə olan bir ulduzun xarici təbəqələri şiddətlə kosmosa atılır, qalan nüvə isə öz ağırlığı altında çökərək qara dəlik meydana gətirir.

Supermassive qara dəliklərin yaranma mexanizmi hələ də müzakirə mövzusudur. Bir qalaktikanın mərkəzindəki bir qara dəliyin maddəni artıraraq və digər qara dəliklərlə birləşərək superkütləvi hala gələ biləcəyi ümumiyyətlə qəbul edilsə də, əvvəlki qara dəliyin mənşəyi bəlli deyil. Bəlkə də supermassive əcdadları hamısı ilk növbədə son dərəcə nəhəng ulduzların ilk nəslinin partlayışlarından yaranan ulduz kütləsindəki qara dəliklər idi. Başqa bir model, ulduz meydana gəlməsindən əvvəl gənc qalaktikaları alovlandırmadan əvvəl, böyük qaz buludlarının çökərək ilk qara dəlikləri meydana gətirdiyini bildirir. Yenə bir model, Böyük Partlayışdan sonrakı ilk anlarda sıxlıq dalğalanmalarından hipotetik olaraq əmələ gələn ilk qara dəliklərin supermassive qara dəliklərin toxumları olduğunu göstərir.

Qara dəliklərlə maraqlanırsınız? E-poçtunuzu daxil edin və PULSUZ Qara Delik e-kitabımızı yükləyin! Bonus olaraq, ən son astronomiya xəbərləri ilə həftəlik e-bülletenimizi də alacaqsınız.


Qara deliklər nə qədər tez əmələ gəlir?

Uh-oh! Hələ əmələ gəlməyə başlayan qara dəliyin yanındasınız.

J.J.-də Abrams Star Trek Universe, bu, Spulan üçün böyük bir narahatçılıq oldu, çünki Romulan ale içmiş və döymə salonunun üstündə yaşayan xeyli şübhəli həyat seçimi etmiş bir şişmiş alnından Romulan qaçmağa çalışdı.

Beləliklə, Spock-un gəmisini təkiliyə doğru idarə edirsənsə, tam gücünə çatmadan qaçmağa ümidiniz varmı? İndi tez düşün. Bunun yalnız elm üçün deyil, ən əsası, bütün Star Trek yenidən başlatma üçün təsiri var! Yoxsa yeni bir zaman çizelgesi yarada bilirik. Hamı edir. Retcon, ftw.

Qara dəliklərin əksəriyyəti nəhəng bir ulduzun supernovaya partlamasından sonra meydana gəlir. Ümumiyyətlə, nəhəng bir ulduzdakı cazibə qüvvəsi şüalanması ilə balanslaşdırılır və içərisindəki enerjini kosmosa göndərən mühərrikdir. Ancaq ulduz yanmaq üçün yanacaq tükənəndə cazibə qüvvəsi sürətlə ələ keçir və ulduz yıxılır. Bəs nə qədər tez? Çözgü mühərriklərinizi hazırlayın və ən yaxşısına ümid edin.

Budur pis xəbər & # 8211 Spock və ya onun gəmisi üçün çox ümid yoxdur. Bir ulduzun çökməsi bir anda baş verir və ulduzun həcmi getdikcə azalır. Qaçma sürətiniz və ulduzdan qaçmaq üçün lazım olan enerjiniz işıq sürətini sürətlə aşacaqdır.

Qaça biləcəyiniz bir an var deyə mübahisə edə bilərsiniz. Bura Vulkan fiziologiyası ilə mübahisə etmək üçün çox yer deyil, amma onların reaksiya müddətinin insanlara yaxın olduğunu düşünürəm. Bu reaksiya verə biləcəyinizdən daha sürətli olardı və sümüklü olacaqsınız.

Ancaq parlaq tərəfə baxın və bəlkə də tamamilə yeni bir kainat kəşf edəcəksiniz. Əlbəttə ki, qara dəliklər sizi öldürməzsə və sizin üçün və Spock adını verə biləcəyiniz kosmik əjdahanız üçün şirin sehrli portal deyilsə, qara dəliyi aşa bilməyən Vulkan dostunuzun şərəfinə.

Rəssamın ESO-nun Çox Böyük Teleskopu ilə ortaya çıxdığı supergig ulduz Betelgeuse haqqında təəssüratı. Kredit: ESO / L.Calçada

Budur, birdən yanınızda bir qara dəlik görünsə nə baş verəcəyindən danışırıq. Yaxşı xəbər budur ki, supernovaları proqnozlaşdırmaq olar. Çox dəqiq deyil, lakin astronomlar hansı ulduzların ömrünün sonuna yaxınlaşdığını deyə bilərlər.

Budur bir nümunə. Orion bürcündə, Sağ çiynindəki parlaq ulduz Betelgeuse-nin yaxın bir neçə yüz min ildə supernovaya getməsi gözlənilir.

Yoldan çıxmaq üçün kifayət qədər vaxt var.

Beləliklə: qara dəliklər sağlamlığınız üçün təhlükəlidir, amma heç olmasa təhlükəli görünsə yoldan çıxmaq üçün çox vaxt var. Yalnız çox yaxından araşdırmağa getməyin!

Qara dəlikdən düşsəydin, nə olacağını düşünürsən? Xeyr, zarafat etmək, hamımızın öldüyünüzü bilirik. Niyə aşağıdakı şərhlərdə ən sevdiyiniz qara dəlik elmi fantastik hekayəsini bizə demirsiniz!

Gördüklərinizi bəyənirsinizsə, gəlin Patreon səhifəmizə baxın və sizə daha yaxşı məzmun gətirməyimizə kömək edərkən bu videoları necə erkən əldə edə biləcəyinizi öyrənin!


Ulduz Supernovanı Gedməli, Ancaq Əvəzində Qara Delikə Sızdı

Çökən ulduzlar nadir görülən bir şeydir. Astronomlar təkamülünün son mərhələsində bir ulduzu tuta bildikdə, bu hisslər üçün həqiqi bir bayramdır. Ümumiyyətlə, bu proses yanacağının hamısını tükəndirdikdən sonra cazibə qüvvəsi çökən bir ulduzdan və xarici təbəqələrini böyük bir partlayışla tökməkdən ibarətdir (aka. Bir supernova). Ancaq bəzən ulduzlar əvvəlki böyük partlayış olmadan qara dəliklər yarada bilər.

& # 8220; bir patlama ilə deyil, bir vızıltı ilə çıxmaq & # 8220 kimi təsvir edilə bilən bu proses, astronomlar qrupunun Fireworks Galaxy-də (NGC 6946) yerləşən bir ulduzu N6946-BH1 & # 8211-i müşahidə edərkən şahidi olduqları şeydir. . Başlanğıcda astronomlar bu ulduzun əhəmiyyətli kütləsi olduğu üçün partlayacağını düşünürdülər. Ancaq bunun əvəzinə, ulduz qara bir dəlik geridə qalaraq sadəcə söndü.

Dünyadan 22 milyon işıq ili məsafədə yerləşən spiral qalaktika olan Fireworks Galaxy, supernovaların orada tez-tez baş verdiyi bilinir. Əslində, bu ayın əvvəlində həvəskar bir astronom, indi SN 2017eaw olaraq təyin olunduğunu gördü. Beləliklə, Ohio Sate Universitetindən (tədqiqatın həmmüəllifləri olan) üç astronom N6946-BH1-in 2009-cu ildə işıqlanmağa başladığı zaman supernovaya girəcəyini gözləyirdi.

NASA & # 8217s Hubble Space Teleskopundan görünən yüngül və yaxın infraqırmızı fotoşəkillər, nəhəng ulduz N6946-BH1-dən əvvəl və sonra göstərən bir qara dəlik meydana gətirərək gözdən itdi. Kredit: NASA / ESA / C. Kochanek (OSU)

Ancaq 2015-ci ilə qədər göz yumdu. Beləliklə, heyət Ohio Dövlət Universiteti və Oklahoma Universitetindən olan həmkarlarının köməyi ilə qalıqlarını axtarmağa başladı. Böyük Dürbün Teleskopunun (LBT) və NASA & # 8217s Hubble və Spitzer kosmik teleskoplarının ümumi gücündən istifadə edərək ulduzun tamamilə gözdən itdiyini başa düşdülər.

Araşdırmalarının detalları bu yaxınlarda ortaya çıxan & # 8220Böyük Binokulyar Teleskopla Uğursuz Supernova axtarma: Yoxa çıxan bir ulduzun təsdiqi & # 8220 adlı bir araşdırmada ortaya çıxdı. Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişləri. Supernovalar üçün izlədikləri bir çox qalaktikanın arasında N6946-BH1-in nə olduğunu görmək üçün mənzərələrini Fireworks Galaxy-də qurdular.

2009-cu ildə zəif bir optik partlayış yaşadıqdan sonra, bu qırmızı süd nəhəngin supernovaya girəcəyini təxmin etdilər və bunun Günəşimizdən 25 qat daha böyük olduğu məntiqli göründü. 2015-ci ildə göz qırpdıqdan sonra ulduzun sadəcə xırıltıldığını və ya işığını gözdən salan tozlu bir material qabığını atdığını gözlədilər.

Onların səylərinə, Spitzer Space Teleskopu tərəfindən alınan infraqırmızı spektrlər və Hubble'dan optik məlumatlarla birləşdirildiyi uğursuz supernovalar üçün LBT tədqiqatı daxil edildi. Bununla birlikdə, bütün anketlər mənfi çıxdı və bu da onları yalnız bir nəticəyə gətirib çıxardı: N6946-BH1-in supernovaya getməməsi və bunun əvəzinə birbaşa bir delik yaratmağa getməsi.

Qara çuxurun süni görünüşü. Kredit: Bronzwaer / Davelaar / Moscibrodzka / Falcke, Radboud Universiteti

Scott Adams & keçmiş bir Ohio State tələbəsi, indi Cahill Astrofizika Mərkəzində astrofizikdir (və tədqiqatın aparıcı müəllifi) və # NASA-nın press-relizində belə izah etdi:

& # 8220N6946-BH1, anketimizin ilk yeddi ilində tapdığımız yeganə uğursuz supernovadır. Bu dövrdə izlədiyimiz qalaktikalarda altı normal supernova meydana gəldi və kütləvi ulduzların yüzdə 10-30'unun uğursuz supernova olaraq öldüyünü iddia etdi. Bu, anketə başlamağımızı təşviq edən çox problemi izah edəcək bir hissədir, yəni bütün kütləvi ulduzlar bu şəkildə ölsə meydana gəlməli olduğundan daha az müşahidə olunan supernova var. & # 8221

Bu işin böyük bir nəticəsi, çox böyük qara dəliklərin meydana gəlməsinə yeni işıq salma üsuludur. Artıq bir müddətdir astronomlar ömrünün sonunda bir qara dəlik yaratmaq üçün bir ulduzun supernovaya səbəb olacaq qədər böyük olması lazım olduğuna inanırdılar. Ancaq komandanın müşahidə etdiyi kimi, bir ulduzun xarici təbəqələrini uçuracağı və hələ də böyük bir qara dəlik yaratmaq üçün kifayət qədər kütləyə sahib olmasının mənası yoxdur.

Ohio Dövlət Universitetində bir astronomiya professoru Christopher Kochanek & # 8211; Gözətçi Kosmoloji üzrə Ohio Görkəmli Alimi və komandanın həmmüəllifi & # 8217s study & # 8211;

& # 8220Tipik görünüş budur ki, bir ulduz yalnız supernovaya getdikdən sonra qara dəlik yarada bilər. Bir ulduz bir supernovaya düşə bilər və yenə də qara bir dəlik yaradırsa, bu, ən böyük ulduzlardan niyə supernova görməyəcəyimizi izah etməyə kömək edəcəkdir. & # 8221

Bu məlumat cazibə dalğalarının öyrənilməsinə qədər vacibdir. 2016-cı ilin fevral ayında Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanasının (LIGO) alimləri, göründüyü kimi böyük bir qara dəlik tərəfindən yaradılan bu qəribə hadisələrin ilk aşkarlanmasını elan etdilər. Əslində uğursuz supernovadan nəhəng qara dəliklər yaranarsa, astronomların mənbələri daha asan izləmələrinə kömək olardı.

Bu uğursuz SN və qara dəlikdə aparılan müşahidələrin bu videoya baxdığına əmin olun:


Qırmızı Supergiant Supernova olaraq Partlaya bilmir, Qara Delikdə Çökür

Bu görünən işıqlı və infraqırmızı yaxınlıqdakı Hubble fotoşəkilləri, N6946-BH1-dən əvvəl və sonra qara dəlik meydana gətirərək görünmədən itdi. Sol şəkildəki ulduz 2007-ci ildə göründüyü kimi görünür. 2009-cu ildə ulduz bir neçə ay ərzində Günəşimizdən 1 milyon qat daha parlaq olmaq üçün parlaqlıqda yüksəldi. Ancaq sonra 2015-ci ildəki sağ panel görüntüsündə göründüyü kimi yoxa çıxdı. Ulduzun olduğu yerdən az miqdarda İR işığı aşkar edildi. Bu radiasiya, ehtimal ki, qara dəliyə düşən zibildən qaynaqlanır. Təsvir krediti: NASA / ESA / C. Kochanek, Ohio Dövlət Universiteti.

N6946-BH1 parlaq bir supernovada partlamalı idi. Bunun əvəzinə, çöldə çırpıldı və sonra bir qara dəlik qoydu.

"Yaxınlıqdakı qalaktikadakı bu kimi böyük" uğursuzluqlar "astronomların niyə nəhəng ən böyük ulduzlardan supernova gördüklərini izah edə bilər" dedi Ohio Dövlət Universitetindən Prof. Christopher Kochanek.

"Belə ulduzların təxminən 30% -i, göründüyü kimi, sakitcə qara dəliklərə çökə bilər."

"Tipik görünüş budur ki, bir ulduz yalnız supernovaya getdikdən sonra qara dəlik yarada bilər" dedi.

"Bir ulduz supernovaya düşə bilər və yenə də qara dəlik yaradırsa, bu, niyə ən kütləvi ulduzlardan supernovanı görmədiyimizi izah etməyə kömək edəcəkdir."

Prof. Kochanek və həmmüəlliflərin izlədikləri qalaktikalar arasında Yerdən təxminən 22 milyon işıq ili uzaqlıqda, orta ölçülü, üzbəüz spiral qalaktika olan NGC 6946 var.

2009-cu ildən başlayaraq bu qalaktikadakı xüsusi bir ulduz N6946-BH1 zəif parlamağa başladı.

2015-ci ilə qədər N6946-BH1 varlığını gözdən itirdi.

Uğursuz supernovalar üçün aparılmış Böyük Dürbün Teleskopu (LBT) ulduzu söndürdükdən sonra astronomlar NASA / ESA Hubble Kosmik Teleskopunu və NASA-nın Spitzer Kosmik Teleskopunu hələ də orada olub olmadığını, ancaq sadəcə qaranlıq qaldığını görməyi hədəf aldılar.

Spitzerdən də yerdən çıxan hər hansı bir infraqırmızı radiasiya axtarmaq üçün istifadə etdilər. Bu, ulduzun hələ mövcud olduğunu, ancaq bəlkə də toz buludunun arxasında gizləndiyini göstərən bir işarə olardı.

Bütün testlər mənfi gəldi. Ulduz artıq orada deyildi.

Diqqətli bir aradan qaldırılma prosesi ilə, komanda sonunda N6946-BH1-in bir qara dəliyə çevrildiyi qənaətinə gəldi.

Bu illüstrasiya, supernova kimi partlaya bilməyən, əksinə cazibə qüvvəsi altına girərək qara dəlik meydana gətirən böyük bir ulduzun həyatındakı son mərhələlərini göstərir. Soldan sağa: kütləvi ulduz təkamül yolu ilə qırmızı bir superqiana çevrildi, ulduzun zərfi atılıb genişlənir və yeni yaranmış qara dəliyi əhatə edən soyuq, qırmızı keçici bir qaynaq meydana gətirir. Bəzi qalıq materiallar, axın və diskdə göstərildiyi kimi qara çuxura düşə bilər və potensial olaraq dağılandan bir neçə il sonra optik və infraqırmızı tullantıları gücləndirə bilər. Görüntü krediti: NASA / ESA / P. Jeffries, STScI.

Layihədə ulduzların nə qədər tez-tez kütləvi uğursuzluqla üzləşdiyini dəqiq bilmək hələ tezdir, lakin elm adamları ilkin qiymətləndirmə apara bildilər.

Caltech və Ohio State University-dən Dr. Scott Adams, "N6946-BH1, anketimizin ilk yeddi ilində tapdığımız yeganə uğursuz supernovadır" dedi.

"Bu müddət ərzində izlədiyimiz qalaktikalarda altı normal supernova meydana gəldi və bu, kütləvi ulduzların 10-30% -nin uğursuz supernova kimi ölməsini təklif etdi."

"Bu, anketə başlamağımızı təşviq edən çox problemi izah edəcək bir hissədir, yəni bütün kütləvi ulduzlar bu şəkildə ölsə meydana gəlməli olduğundan daha az müşahidə olunan supernova var" dedi.


Supernova necə işləyir

İngilis pop qrupu Oasis 'hit mahnısı & quot; Şampan Supernova & quot; indi retro radiostansiyaların yemi və ya bəzən zil səsi. Ancaq 1995-ci ildə ilk dəfə çıxdıqda, 3.9 milyon nüsxə satmağa davam edən qrafikləri yandırdı [mənbə: Gundersen].

Belə bir müvəffəqiyyət rekordu ilə belə & quot; Şampan Supernova & quot; faktiki supernova SNLS-03C3bb ilə müqayisədə solğunlaşır. Astronomlar 2006-cı ildə supernovanı kəşf etdilər və dərhal gözləntilərini doğrultduğuna görə & quotchampagne & quot supernova ləqəbini aldılar (və bir az Britpopla müqayisədə daha yaxşı bir qeyd etmə yolu nə idi?). Supernova partlamadan əvvəl 2 günəş kütləsinə bərabər idi. Bu, astronomların gözlədiyi 1.4 günəş kütləsini - Chandrekhar həddini çox aşdı [mənbə: CBC, Jeffery].

Bəs niyə həqiqətən, nəhəng bir ulduzun ölümünün ləkələnməsini qeyd etməliyik? SNLS-03C3bb təkcə oyun dəyişdirici deyil, eyni zamanda fərqli ulduzların necə öldüyünü anlamaq elm adamlarına gələcək supernovanın kainatın qalan hissəsinə necə təsir edəcəyini proqnozlaşdırmağa imkan verir.

Tip Ia supernovalar bir ulduzun nüvəsini tamamilə məhv edir, lakin digər üç növ geridə çox sıx bir nüvəni qoyur. Tip Ib, Type Ic və ya Type II supernova daxili nüvəsi 3 günəş kütləsindən az olan bir ulduzdan meydana gəldikdə, neytron ulduzu bir atomun nüvəsi qədər sıx bir nüvəyə və güclü bir maqnit sahəsinə sahibdir. Maqnetik sahəsi, ulduz döndükcə Yer üzünə parıldayan mayak tipli radiasiya şüaları yaradırsa, a pulsar.

Nüvəsi 3 günəş kütləsinə və ya daha çoxuna bərabər olan bir ulduz partladıqda, partlamasının nəticəsi qara dəlik. Alimlər cazibə qüvvəsi bir ulduzun sıxılmış daxili nüvəsinin davamlı özünə batmasına səbəb olduqda qara dəliklərin meydana gəldiyini fərz edirlər. Qara dəlik o qədər güclü bir cazibə qüvvəsinə sahibdir ki, ətrafdakı maddələri - hətta planetləri, ulduzları və işığı da - ağzına sürükləyə bilər [mənbə: NASA]. Qara deliklərin necə işləməsindən onlar haqqında daha çox məlumat əldə edə bilərsiniz.

Bütün məhv güclərini bir kənara qoysaq, çox yaxşı bir supernovadan gələ bilər. Xüsusi ulduzların yox olmasını izləyərək elm adamları qədim astronomik hadisələri üzə çıxardılar və kainatdakı gələcək dəyişiklikləri proqnozlaşdırdılar [mənbə: NASA]. Tip Ia supernovanı standart şamlar kimi istifadə edərək tədqiqatçılar bütün qalaktikaların bizdən uzaqlıqlarını xəritədə göstərə və kainatın getdikcə daha sürətlə genişləndiyini müəyyənləşdirdilər [mənbə: Cal Tech].

Ancaq ulduzlar arxasında elektromaqnit bir imza qoyur. Bir ulduz partladıqda kosmik zibil və toz əmələ gətirir [mənbə: NASA]. Tip Ia supernovaların kainatdakı böyük miqdarda dəmirin məsul olduğu düşünülür. Kobaltdan roentgeniumadək kainatdakı dəmirdən daha ağır olan bütün elementlərin nüvə çökmə fövqəlnövü partlayışları zamanı yaradıldığı düşünülür. Milyonlarla ildən sonra kosmos qazı ilə gələn və yeni ulduzlararası həyat meydana gətirən bu qalıqlar: yetkinləşən, yaşlanan və nəticədə özlərini fövqəlnövrə halına gətirərək həyat dairəsini tamamlayacaq körpə ulduzlar.


Ep. 558: Supernova SN 2006gy

Bu hekayəni on ildən artıq bir müddətdə izləyirdik, buna görə nəhayət suala cavab tapmaq çox yaxşı idi, niyə supernova 2006gy bu qədər dəli qədər parlaq idi? Astronomlar əvvəlcə bunun böyük bir ulduzun partlamasına bir nümunə olduğunu düşünürdülər, lakin yeni dəlillər daha da maraqlı bir cavab verir.

Qeydləri göstərin

    (Wikipedia) (NASA Science, 2020) (Astronomy.com, 2015) (Chandra, 2018) (Science, 2020) (Solstation.com) (Space.com, 2007) (Cornell via ArXiv, 2007)
    (ArXiv vasitəsilə Cornell, 2012)

Transkript

Fraser: Astronomiya Kadrosu, Bölüm 558. Nəhayət Supernova 2006gy-ni izah edir.

Yalnız bildiklərimizi deyil, bildiklərimizi necə bildiyimizi anlamağa kömək etdiyimiz kosmosda gerçəklərə əsaslanan bir səyahət etdiyimiz Astronomiya Cast-a xoş gəlmisiniz. Mən & # 8217m Fraser Cain, Universe Today-in naşiri. Həmişə olduğu kimi, mənimlə birlikdə Planet Elmləri İnstitutunun baş elmi işçisi və CosmoQuest-in direktoru Doktor Pamela Gay.

Pamela: Yaxşı işləyirəm. Necəsən?

Fraser: Həm də çox yaxşı. Yaxşı, həmçinin. Ayənizdə, CosmoQuest-ayəsində yeni bir şey baş verir?

Pamela: Qar yağmayacaq & # 8217.

Fraser: Bəli, bir neçə əlavə qar yağışı da var.

Pamela: Beləliklə, hər qış günü yeni kod dəstimizi bağlayırıq. Orada biriniz, kim olduğunuzu bilirsiniz, həqiqətən kodlaşdırma işində bizə kömək etmək üçün gəldi və Discord-da bizə qoşuldu və bu məni çox həyəcanlandırdı. Beləliklə, hər hansı biriniz vaxt ayırıb opensource layihəmizə qoşulmaq istəyirsinizsə, tamamilə yenidən qururuq və hamınız məmnuniyyətlə qarşılanır. JavaScript-i başa düşdüyünüzü desəniz çox xoşbəxt oluram.

Fraser: Tamamilə yenidən qurma həmişə əyləncəlidir. Və bununla mən heç vaxt demək istəmirəm.

On ildən çoxdur bu hekayəni izləyirik, buna görə nəhayət suala cavab tapmaq çox yaxşıdır, Supernova 2006gy niyə bu qədər dəli kimi parlaq idi? Astronomlar əvvəlcə bunun çox böyük bir ulduzun partlamasına bir nümunə olduğunu düşünürdülər, lakin yeni dəlillər daha da maraqlı bir cavab verir.

Tamam, Pamela, Supernova 2006gy partlayarkən harada olduğunu xatırlayırsan? Əslində Astronomiya Oyuncu heyətindəki vaxtımızdan əvvəl idi, elə deyilmi?

Pamela: Bəli, mən buraya Illinois-ə köçmüş olardım. Mən bir körpə professor olardım. Tamaşaya yeni başlamışdıq. Bu ilin sonu idi supernova. Beləliklə, harada olduğumu dəqiq bilmirəm, amma buradan çox da uzaq deyildi.

Fraser: Hekayəni xatırlamıram. Bilirsiniz ki, bu barədə məlumat verdiyimiz vaxt arxivlərə baxmalıydım və sonra bu hekayə haqqında məlumat verdiyimiz bütün müxtəlif yeniləmələr. Və bunlardan biri də budur ki, indi əldə etdiyimiz bütün biliklərlə hekayəyə nəzər saldıqda hər şeyin tədricən açıldığını görə bilərsiniz.

Beləliklə, 2006-cı ildə, dediyiniz kimi, ilin sonunda astronomlar əvvəllər gördükləri heç bir şeyə bənzəməyən bir supernova gördülər. Bəs bunun nəyi səhv idi?

Pamela: Şübhəsiz ki, səhv deyil, amma əvvəlcə bu barədə maraqlı olan şey, əvvəllər gördüyümüzdən daha parlaq idi. Məsafəni düzəltdikdən sonra bu tarixə qədər ən yüksək parlaqlığa sahib idi. Beləliklə, ondan kütləvi enerji çıxdıqda və çılğın bir işıq əyrisi ilə əvvəlcə bunun II Tip supernova adlandırdıqları ehtimal olunurdu. Neytron ulduzu və ya qara dəliyi geridə qoyacaq böyük bir ulduzun partlaması.

Ancaq fərqli növ supernovaların parlaqlığını çox müəyyən şəkildə artırması və azaltması nəzərdə tutulur. Və bu, Tip II supernovaya bənzəməyə başlasa da, Tip II supernova kimi görünməyə davam etmədi.

Fraser: Elə isə danışaq - demək istəyirəm ki, bütün fərqli tatlar üzərində bütün epizodlar hazırlamışıq, amma geri qayıdıb insanlara orada görəcəyini düşünə biləcəyiniz müxtəlif fövqəladə növlər barədə qısa məlumat verək.

Pamela: Deməli, geniş fizika hadisəsində, ümumiyyətlə kütləvi olan tək ulduzlu supernovalara sahibsiniz və nüvələrində yeni enerji yarada bilən parçalana bilən materialları tükəndikdə, ulduzun xarici təbəqələrini dəstəkləyən işıq təzyiqi istehsalını dayandırırlar və cazibə qüvvəsi altında dağılırlar. Və bütün bu çökən material, yeni bir termonüvə reaksiyalarının başlanmasına səbəb olur. Ulduz artıq bir supernova kimi xaricə partlayır. Beləliklə, bu bir davranış modelidir.

İndi başqa bir davranış modeli, degenerasiya məsələsi dediyimiz ağ cırtdana bənzər bir şeyiniz var. Ağ cırtdan, təxminən günəş kütləsinə sahib olan yerin ölçüsündə bir cisimdir. Və bu kütlənin hamısını o qədər kiçik bir həcmdə sıxdıqda, elektronların özlərini Pauli İstisna Prinsipini pozmamaq üçün özlərini çox spesifik bir şəkildə düzəltmələri lazım olduğunu düşünürsən.

Deməli, bütün elektronlar sənə bənzəyir, tamam, sən bu səviyyədə olursan, bu səviyyədə olursan, bu yollarla fırlanacağıq. Və bu elektron degenerasiya qazı, elektronlardan meydana gələ biləcəyi qədər sıx bir qazdır. Və onu çox sıxsanız, elektronlar artıq bir-birlərini dəstəkləyə bilməzlər. Pauli İstisna Prinsipi, elektronları və neytronların birləşməsi və meydana gəlməsi ilə əlaqəli olan protonları pozur, hər şey pis gedir. Çox enerji yayılmışdır.

Və bu, supernovanı əldə etməyin başqa bir yolu bu elektron degenerasiya edən qaz ağ cırtdan ulduzlardan birinə Pauli İstisna Prinsipinə qarşı çıxaraq bu cırtdanı partlatmaqla çox kütlə yığmaqdır. Bu tip Ia supernovadır. İndi ümumiyyətlə, Tip Ia-nın hamısı eyni miqdarda partladığı üçün eyni miqdarda işıq olması lazım idi.

İndi partlayan bu böyük ulduzların adları xəritənin hər yerindədir. Tip II var, Tip 1c var, bütün bu fərqli hərflər əlavə olundu, amma bunlar bütün böyük ulduzlardır.

Fraser: Yəni, tamam, beləcə sirri izləmək üçün. Astronomlar gördükləri ən parlaq supernovanın nə olduğunu gördülər?

Fraser: Yəni, o zaman ağ cırtdan ola bilməzdi, çünki onlar o qədər də parlaq deyildilər?

Pamela: Tam olaraq. Ən azından əvvəlcə düşünülən budur.

Pamela: Deməli, onların ilkin düşüncələri var və mən bunların hamısını daha sonra başa düşə biləcəyim üçün bu epizoda heç bir fizikaya zərər verilmədiyi üçün bunu düşünürəm. Beləliklə, kütlədə bağlanmış bir ağ cırtdan enerjiniz var. Bumu artdıqda bu miqdarda enerji həmişə eyni miqdarda enerjini sərbəst buraxır.

Fraser: Düzdü, düzdü. Nümunə növü, düz, mən demək istəyirəm ki, əslində yerin ölçüsündə böyük bir almaz kimidir. Bu dediyiniz kimi bu karbon, bu karbon qəfəsidir. Şey içəri yıxıldığı bu xəttin üstündən keçdikdə, hər şey yalnız karbon yanmasına çevrilir və yenicə yox olur.

Fraser: kimi, kaboom və o getdi. Çünki hər şey - birdən birə ömür boyu qaynaşma bir anda baş verir. Bütün ulduzdakı hər atom karbon əridilməsini davam etdirir və hər şey sadəcə kaboom halına gəlir və astronomların kainatın ölçüsünü ölçmək üçün istifadə etdikləri bu möhtəşəm standart şamı alırsınız.

Pamela: Və fərqli supernova növləri var. Hamısı öz imza ekranını verir, burada bir növ elementi Type 1a ilə yaradılışa gətirirsiniz. Bir növ II, bir Tip 1c tərəfindən yaradılışa gətirilən başqa bir element dəsti. Bütün bu fərqli növlər, davam edən fərqli nüvə reaksiyalarına sahib olduqları üçün fərqli elementlər dəsti və eyni zamanda elementar cizgilər meydana gətirir.

Fraser: Düzdür. Tamam, buna görə 1a tip supernova, partlayan ağ cırtdanı istisna etdi. Beləliklə, indi Tip II supernovaya baxırıq, amma niyə bunun çökmüş bir supernovanın olduğunu düşünmədilər? Niyə bunun bir şey olduğunu düşünmürdülər - demək ki, bu, indiyədək görünən ən parlaq supernovadan daha çox enerji idi, buna görə bu sadəcə nüvənin çökən canavar ulduzu kimi ola bilməzmi?

Pamela: Yaxşı, əvvəlcə bunun çökmüş bir canavar ulduzu olduğunu düşünürdülər. İndi məsələ ilk partlayışdan bir neçə yüz gün sonra ona baxarkən gördükləri şey bir idi, kütlə azaldı - kütlə yox, işıq ilə tipə uyğun gəlməyən yollarla azalma II model.

Gördükləri başqa bir şey bu tamaşanın içərisində çox qəribə atom xəttləri var idi ki, uzun müddət elm adamları bunu anlaya bilmədilər. Və yalnız Anders Jerkstrand, Keiichi Maeda və Koji Kawabata tərəfindən hazırlanan son bir qəzetdə, supernova partlaması ətrafındakı həyəcanlı material bölgəsindən gələn bu qəribə atom xəttlərinin neytral dəmir olduğunu bir yerə yığmağı bacardılar.

Fraser: tamam. Neytral dəmirdə nə səhvdir?

Pamela: Neytral o deməkdir ki, kiçik xoşbəxt dəmir atomunuzun heç bir elektronu soyulmamışdır. Və bunların hər zaman bir supernovanın ətrafında dolanacağına inanacaqsan, amma bu xətlərin gücü bu ulduzun ətrafında olan bir dəmir günəş kütləsinin üçdə biri ilə yarısı arasında bir günəş kütləsinin yarısına və ya daha çoxuna uyğun gəldi.

Və neytral dəmirlə məna verən istilikdəki bu qədər dəmir, çökmüş ulduzla əldə edəcəyiniz bir şey deyil. İstilik söndürüldü.

Fraser: Tamam, düz. Beləliklə, astronomlar artıq məcbur oldular - çünki əvvəlcə bunun bir şey olduğunu düşünürdülər Anakaranahə?

Freyzer: Günəşin 100 ilə 200 qat kütləsinin partladığı bir ulduz olacaq. Dediyiniz kimi, baxdılar və əyani olaraq parlaq idi. Ancaq, məsələn, Chandra X-ray Rəsədxanası ilə baxdıqları kimi, bu dəhşətli ulduzlardan birini gözlədiyiniz kimi daxili olaraq x-ray parlaq deyildi. Beləliklə, həmişə bu sirrdir.

Yaxşı, indi bu neytral dəmirin hamısını yaxınlıqda görürsən, bu nə deməkdir?

Pamela: Deməli, bunun mənası elədir - yaxşı, açıqdır. Bunu əldə etməyin yeganə yolu haqqında danışdığımız 1a tip supernovadır.

Fraser: Bekle, biz bunu istisna etdik.

Pamela: Düzdü. Və problem budur. Və bu, həqiqətən təmiz bir nəticəyə gəlmək üçün bu barədə bir çox araşdırmanı bir araya gətirən çox qısa və parlaq bir araşdırma sənədidir. Beləliklə, buna baxmaq və vay görmək, bundan irəli gələn bu materialların hamısı olmalı idi. Bunu necə edirsən? Ona uyğun olan temperatur nə qədərdir? Baxdıqları şey idi - və mən kağızdan oxuyacağam.

Çökən bir supernova çox az istehsal edəcəkdi və mən çox az nikel deyim. Yalnız nikelin günəş kütləsinin onda birini istehsal edərdi, sonra o dəmiri əmələ gətirmək üçün kobalt vasitəsilə çürüyərdi. Yəni bu ola bilməz və bu qədər kütləni xaric edə bilməzdi.

Beləliklə, bunun əvəzinə baxsanız, cütlük-qeyri-sabitlik tipli partlayış necə olacaq? Yaxşı, onlar səni tapdılar -

Fraser: Hansı super super mega ağır ulduzlardan biridir.

Fraser: Fərqli bir növə çatdıqları yerdə - anladığımdan, sanki bir anda içəri girib müqavimət göstərdikləri və sonra supernova kimi sıçrayıb özlərini tamamilə parçaladıqları bir nöqtəyə gəlmişlər.

Pamela: Düzdü. Gördüklərini əldə etmək üçün 90 günəş kütləsi helium nüvəsi tələb olunurdu.

Pamela: Əslində bu bir şey deyil.

Pamela: Yəni bu işə yaramadı. Beləliklə, gördükləri dəmir miqdarını izah etməyin yeganə yolu olan ağ cırtdan bu qədər enerjini necə əldə edirsən?

Fraser: tamam, tamam. Nə təklif edirlər? Nə olduğunu düşünürlər?

Pamela: Yəni ulduz kütləsində olan bütün enerjiniz var. Supernovaya töhfə verir. Tip 1a-da alışdığımız şey budur. Ancaq kinetik enerjiyə sahib olan sürətlə hərəkət edən bir ağ cırtdan ulduzunuz varsa, bu asteroidlər cisimlərə zərbə endirdikdə kütləvi kraterlərin yaranmasına səbəb olan eyni enerjidir. Bu kinetik enerjinin digər enerjiyə köçürülməsidir. İşlərin bumu getməsinə səbəb olur.

Yaxşı, bu vəziyyətdə gördüyümüz birləşmə mərhələsində olan ikili sistemdəki ağ cırtdandır. So, here it’s like we’re gonna pull up every possible bell and whistle to make this happen.

Fraser: Düzdür. This is the most extreme, bizarre, crazy system you can possibly imagine.

Pamela: And as the white dwarf goes into the envelope of its companion star, which is just a like regular giant star.

Fraser: Right, like a red giant star.

Fraser: Of what our sun will do when it dies.

Pamela: It is able to shed out all of this material from the outer envelope to make a tight circumstellar medium around the star.

Fraser: I’m imagining a – sorry, like I’m imagining like a car tire going through a mud puddle. Hə?

Pamela: Or the way I imagine it –

Fraser: Right? Or just like spraying out water as it’s just carving through this puddle.

Pamela: So, maybe because I’m a woman, I think of it as stirring something too quickly and you spray material in all directions. So, you have this white dwarf plowing through the outer layer of its companion. They’re now like a single shared envelope system it’s in the process of merging. And somewhere along the lines this white dwarf star is like and there’s too much mass on me.

Fraser: Düzdür. But that’s what they do, right? I mean that’s how you get a Type 1a supernova is you feed a white dwarf 1.4 times the mass of the sun slowly, carefully, and then it finally explodes. But in this case it just – it was force fed as it dove through the envelope of this red –

Pamela: And it got so much angular momentum.

Pamela: So much angular momentum.

Pamela: And it’s the transfer of angular momentum and the shedding of its orbital velocity. All of this energy was where all that excess energy came from. And so, this raises this fascinating, well, expletive. Part of the variation that we’re gonna see in Type 1a supernova is going to be driven by are they – what is their velocity energy that they’re getting rid of? What is this kinetic energy that’s going into these explosions?

Fraser: Oh, so you think this might have implications for using white dwarfs as standard candles just in general?

Pamela: So, one of the things they hint at is this could be an explanation for other weird supernova we haven’t been able to understand. And if we’re seeing on a regular basis, by which I mean it’s astronomy. If you see something six times, it’s a trend.

So, if we’re seeing this ever so rarely with this huge and dramatic effect, how often are those small deviations from the mean caused not just by the environment that the star is in, but by also the energy that is in the star system. We know all of these are binary. That’s how they happen.

Fraser: Right, right. We know that white dwarfs exploding as Type 1a supernova, which is the standard candle, they are all a – each one of them is a, as I said, you’re sipping away at some of the star’s juice and eventually you explode.

Pamela: And so, if you start –

Pamela: — with the idea that the standard candle means every single one of these should explode with the same luminosity, the same number of lumens, that same candle brightness, but then it turns out that sometimes they have this secondary source of energy, that adds a fascinating source of noise.

Pamela: And so, I love the implications of this research.

Fraser: Düzdür. And so, when you think of how astronomers are using these standard candles to measure the distance to various galaxies across the universe and of course the finding that these stars are farther away than they should have been, then this is dark energy. I mean this whole idea of dark energy. Although, I mean it’s exciting, but then at the same time you would expect it to be random, right?

Fraser: There wouldn’t be some reason why the stars that are farther away are extra far away while the stars that are closer are not. Like, you wouldn’t have that direct correlation between them –

Fraser: — feeding in strange ways, but you would definitely – it could definitely have an implication on just your understanding of what – how bright these standard candles are.

Pamela: And this is a random source of noise. And you have to assume that while it may not be equal on both sides of the skew, there’s probably not a reason that it would change over the history of the universe.

I wouldn’t be surprised if we see dark energy go away as our research evolves because we are finding that there are systemic effects where the populations that white dwarfs are forming from change over time. And we’re starting to see hints that different populations of stars produce white dwarfs of different luminosities. This isn’t the effect that’s gonna make dark energy go away.

Pamela: This is just gonna create noise in our measurements that is gonna make measuring those other effects that much more difficult.

Fraser: Düzdür. But it is gonna be awesome noise. So, just to sort of like rewind and sort of understand this story, right? You had these two happy stars in a binary relationship, two main sequence stars, one was a little more massive than the other. And at some point, the more massive star died.

Fraser: Bloated up as a white dwarf, puffed out its outer layers, and then – puffed out as a red giant, sorry, bloated up, threw out all its outer layers, and then collapsed down into a white dwarf. And I guess by doing so it sort of changed the gravity dynamics of the system. And so now you’ve got a white dwarf orbiting around a main sequence star and then X billion years later the second star puffs out as a red giant, eats the white dwarf, the white dwarf just careens into it, gobbles up enough mass. And apparently it only took like a hundred years.

Pamela: Bəli. That was awesome.

Fraser: When this actually happened. Yeah. And then it wrecked the star. So, it’s not like it sort of plunged in and just sort of gently faded away down to the core of the star. It just – you know like I said, like a car going through a mud puddle or – someone mentioned in the chat, right, turning on your blender without the lid.

Pamela: And what’s kind of cool is they can actually use that iron – the iron lines keeping so important. So, they were able to figure out when the circumstellar material must have been admitted to get all the velocities of everything going correctly. And so, they figured out that that must have been emitted in the past 100 to 200 years.

So, that actually – they went from thinking that the merger took between 10-ish order of to 200-ish order of years. But then you look at that iron and that material that would have been created by the infalling white dwarf. And that tells you that this was a hyper giant because of the infall times for the different kinds of scenarios. So, they were able to figure out what the white dwarf fell into by when that circumstellar material was put into place.

Fraser: And so when you’ve got this white dwarf star exploding in the wreckage that it caused as it spirals into the red giant, then the energy and the material blasting out of this white dwarf collided with this material and that’s what caused the brightness, that’s what caused the luminosity is the collision between the white dwarf and the material around it?

Pamela: That’s what caused the iron that we saw. So, the brightness of the supernova came from you have a white dwarf star that is flying around inside what’s called a common envelope. So, you have a star that now has two nuclei. One that is that hyper giant, it started out there nuclei. And the other that is this infalling white dwarf. And it is the combined kinetic energy of the white dwarf and the mass energy of the white dwarf that goes into all of the nuclear kaboom parts. That combined kinetic energy and the regular kaboom energy, that’s what created the amazing –

Pamela: — initial luminosity. It radically faded so that when they were looking at it 400 days later, it was 100 times less bright than expected.

Pamela: And what they were seeing at that part of the time was the illuminated material that had been shed, which included the neutral iron lights.

Fraser: So, a better analogy might be like when two black holes collide with each other and you get this gravitational waves and people say ten times the mass of the sun was released in gravitational waves. It’s not like the black holes got less massive. It’s that the kinetic energy of their collisions was turned into the gravitational waves that rippled throughout the universe. And so, in a similar situation you’ve got the kinetic energy from this white dwarf spiraling inward that is then able to translate that into additional energy, an extra one/two punch for its supernova.

Pamela: And one of my favorite parts about this paper is I was extremely eager after hearing the question from one of our audience members Bad Panda Bear. He asked, well, what was the result of this? And in trying to find out, the authors of the paper were like, we haven’t been able to bottle situations like this. They’re just too complicated.

Fraser: But did the red giant exist after the white dwarf exploded?

Pamela: And so, this is a class of objects. This isn’t just one object. This is a class of objects shared common envelope systems, merging binaries that go boom. And in some cases the going boom is gonna be mediated by gravitational waves, in some cases it’s just gonna go boom, and trying to understand the timing of this, how quickly they go, how slowly they go, what’s left. We need better computers.

Pamela: So, they’re still more to come on stories like this.

Pamela: We don’t yet know how this one ends. We just are understanding how it began.

Fraser: Or way bigger telescopes because this thing is tens of millions of lightyears away.

Fraser: So, there’s no observing it, right? There’s only – there’s observing the explosion, but you can’t point a telescope with that level of precision to see what’s there now or what was there before.

Pamela: Once the nebula gets a little bit bigger you’ll be able to see what’s left in the center.

Pamela: We’re just not there yet.

Fraser: Yeah, yeah. So, James Webb, this will be one of your future targets.

Pamela: Oh, you’re so optimistic.

Fraser: But it’s great when you think about – it’s gonna launch. It’s so great when you think about just all of these combinations that there are every – you can mix and match black holes, neutron stars, white dwarfs, red giants, super giants, in every combination.

Pamela: Black holes do not form common envelope stars.

Fraser: No, but they sure can – what happens if they hit one, right? Like, I mean the point is something is observed when these monsters interact with each other.

Fraser: And so right now you’ve sort of got, on the one hand, you’ve got this imaginary collection of different ways these different objects can come together. And on the other hand, you’ve got all of these observations that are across this entire spectrum of what people have seen. And it’s like this mix and match where you’re like, okay, is this that, is that this? And so I look forward to them continuing to try to figure out which causes what.

Pamela: And the cool thing that we’re just starting to statistically learn – and this is the last cool thing for today, I promise. We’re finding that more binaries than we used to think become binaries late in life. So, you can have systems that have an involved low mass companion and then not yet evolved high mass star.

Pamela: And so this potential of having white dwarfs around truly massive stars is gonna lead to even a larger diversity of objects being possible.

Fraser: So cool. Pamela, do you have some names for us to celebrate here on Astronomy Cast?

Pamela: Edirəm. Astronomy Cast is entirely a listener supported podcast. We are here because of you, you and your patronage on Patreon.com/Astronomy Cast allow us to pay our servers, pay our software, and pay our Susie. So, thank you for everything you do.

And this week I’d like to thank Bryan Kilby, Jessica Phelts, Omar Del Riverio, William Loward, Joe Wilkinson, Bruno Lets, Marco Larosie, Dustin A. Ralph, Mark Grundy, J. Alex Anderson, Jeremy Kirwin, Mark Steven Rasdack, Tim Garrish, Paul L. Hayden, Brent Kronop, Eron Sigev, Arthur Latts Hall, William Anders, Jack, Joshua Pierson, Justin Proctor, Fredick Saje, Claudia Mastrioni, Rachel Frye, David Gates, Dwayne Isaac, and Thomas Tubman.


Stars Don’t Always Go Supernova When They Die

Collapsing stars are a rare thing to witness. And when astronomers are able to catch a star in the final phase of its evolution, it is a veritable feast for the senses. Ordinarily, this process consists of a star undergoing gravitational collapse after it has exhausted all of its fuel, and shedding its outer layers in a massive explosion (aka. a supernova). However, sometimes, stars can form black holes without the preceding massive explosion.

This process, what might be described as “going out not with a bang, but with a whimper,” is what a team of astronomers witnessed when observing N6946-BH1 — a star located in the Fireworks Galaxy (NGC 6946). Originally, astronomers thought that this star would explode because of its significant mass. But instead, the star simply fizzled out, leaving behind a black hole.

The Fireworks Galaxy, a spiral galaxy located 22 million light-years from Earth, is so-named because supernova are known to be a frequent occurrence there. In fact, earlier this month, an amateur astronomer spotted what is now designated as SN 2017eaw. As such, three astronomers from Ohio Sate University (who are co-authors on the study) were expecting N6946-BH1 would go supernova when in 2009, it began to brighten.

However, by 2015, it appeared to have winked out. As such, the team went looking for the remnants of it with the help of colleagues from Ohio State University and the University of Oklahoma. Using the combined power of the Large Binocular Telescope (LBT) and NASA’s Hubble and Spitzer space telescopes, they realized that the star had completely disappeared from sight.

Reklam

Reklam

The details of their research appeared in a study titled “The Search for Failed Supernovae with the Large Binocular Telescope: Confirmation of a Disappearing Star,“ which recently appeared in the Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişləri. Among the many galaxies they were watching for supernovas, they had their sights set on the Fireworks Galaxy to see what had become of N6946-BH1.

After it experienced a weak optical outburst in 2009, they had anticipated that this red supergiant would go supernova – which seemed logical given that it was 25 times as massive as our Sun. After winking out in 2015, they had expected to find that the star had merely dimmed, or that it had cast off a dusty shell of material that was obscuring its light from view.

Their efforts included an LBT survey for failed supernovae, which they combined with infrared spectra obtained by the Spitzer Space Telescope and optical data from Hubble. However, all the surveys turned up negative, which led them to only one possible conclusion: that N6946-BH1 must have failed to go supernova and instead went straight to forming a black hole.

As Scott Adams — a former Ohio State student who is now an astrophysicist at the Cahill Center for Astrophysics (and the lead author of the study) — explained in a NASA press release:

Reklam

Reklam

N6946-BH1 is the only likely failed supernova that we found in the first seven years of our survey. During this period, six normal supernovae have occurred within the galaxies we’ve been monitoring, suggesting that 10 to 30 percent of massive stars die as failed supernovae. This is just the fraction that would explain the very problem that motivated us to start the survey, that is, that there are fewer observed supernovae than should be occurring if all massive stars die that way.

A major implication of this study is the way it could shed new light on the formation of very massive black holes. For some time now, astronomers have believed that in order to form a black hole at the end of its life cycle, a star would have to be massive enough to cause a supernova. But as the team observed, it doesn’t make sense that a star would blow off its outer layers and still have enough mass left over to form a massive black hole.

As Christopher Kochanek — a professor of astronomy at The Ohio State University, the Ohio Eminent Scholar in Observational Cosmology and a co-author of the team’s study — explained:

The typical view is that a star can form a black hole only after it goes supernova. If a star can fall short of a supernova and still make a black hole, that would help to explain why we don’t see supernovae from the most massive stars.

This information is also important as far as the study of gravitational waves goes. In February of 2016, scientists at the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) announced the first detection of this strange phenomena, which were apparently generated by a massive black hole. If in fact massive black holes form from failed supernova, it would help astronomers to track down the sources more easily.

Be sure to check out this video of the observations made of this failed SN and black hole:


Properties of Stars which Result in Black Holes

Question: I have just been watching a very interesting programme on the television about scientists who are studying the super massive black hole in the centre of our Milky Way galaxy. It was stated that that black holes are formed when huge stars die and collapse in on themselves. Taking the super massive black hole in the centre of the Milky Way galaxy as an example, is it possible for scientists to run a retrospective analysis to ascertain the magnitude of the star which died and caused the black hole to form. — David

Answer: Bəli. Computer modelling of the evolution of very massive stars have shown us that a star with a mass greater than 20 times the mass of our Sun may ultimately become a black hole. Once the star runs out of fuel to drive its nuclear engine gravity takes over, compressing the star which ultimately collapses. This collapse results in a supernova, which expels the outer parts of the star but leaves the core to collapse even more. If the core has a mass which is greater than 2.5 times the mass of our Sun, gravity takes over and causes the core to collapse to form a black hole.


Videoya baxın: QARA DƏLİK HAQQINDA MARAQLI FAKTLAR: HƏR SANİYƏSİ İLLƏRƏ BƏRABƏRDİR (Sentyabr 2021).