Astronomiya

Kütləvi bir ulduz qara dəliyə düşəndə ​​bir supernova necə baş verir?

Kütləvi bir ulduz qara dəliyə düşəndə ​​bir supernova necə baş verir?

Bir fövqəlnova partlayışına dair yerli adamın anlayışı, böyük bir ulduz çökdüyündə bir sıçrayışa səbəb olmasıdır. Nüvə, neytron degenerasiya təzyiqinin üstünlük təşkil etdiyi bir nöqtəyə çökəndə nüvənin çökməsi dayanır və xarici təbəqələrdən düşən maddə geri sıçrayaraq supernovaya səbəb olur (zəhmət olmasa səhv edirəmsə düzəldin). Bununla yanaşı, supernovanın son nəticəsinin kütləyə görə neytron ulduzu və ya qara dəlik ola biləcəyini də oxudum. Ulduz qara dəliyə düşəcək qədər böyük olduqda, supernovaya nə səbəb olur? Xarici təbəqələr nədən sıçrayır? Hər şey yalnız qara dəliyə çökməməlidir?


Sən haqlısan. Ağır bir ulduzun qara dəliyə birbaşa çökməsi, aşkar edilə bilən bir partlayış olmadan uğursuz bir supernovaya səbəb ola bilər.
Bununla birlikdə, bir SN partlaması ilə qara dəlik də yarana bilər. Bir ehtimal neytron ulduzunun meydana gəlməsi və xarici təbəqələrdən sıçraması, lakin sonradan neytron ulduzunun BH-yə çökməsi üçün kifayət qədər materialın geri düşməsi ola bilər.
Sürətlə fırlanan ulduzlarda, supernova, yeni əmələ gələn qara dəlik ətrafında maddənin yığılması zamanı çıxan enerji ilə də alovlana bilər. Bu bir Collapsar olmaqdan daha yaxşıdır.
Supernova zamanı bir maqnetarın əmələ gəldiyi sürətlə fırlanan ulduzların olma ehtimalı da var. Burada partlayış əsasən sıçrayış və neytrino küləyi tərəfindən deyil, maqnit enerjisinin sərbəst buraxılması və neytron ulduzunun sonrakı dönməsindən qaynaqlanır. Sürətli fırlanma bir NS-ni çökməsinə qarşı sabitləşdirə bildiyindən, bu fırlanma aşağı gecikmiş qara dəlik meydana gəlməsinə də səbəb ola bilər. Budur bu barədə bir kağız.

Beləliklə, SN partlayışları olduqca mürəkkəbləşə bilər və supernova partlaması ilə və olmadan bir qara dəlik əmələ gələ bilər. Hər şey əcdad ulduzunun kütləsindən, spinindən və metallığından asılıdır (və bunların ikili bir yoldaş olub-olmaması).


İlk kainatdakı nəhəng ulduzlar, super-kütləvi qara dəliklərin ataları ola bilər

Partlayışın başlamasından bir gün sonra 55.500 günəş kütləsindən ibarət süni partlayan supermassive ulduzun içərisindən güzgülü yarım dilim. Xarici dairənin radiusu Yerin orbitinə yaxındır. Kredit: K.-J. Chen

Son müşahidələr hər qalaktikanın mərkəzində çox böyük bir qara dəlik olduğunu göstərdi. Lakin, bu supermassive qara dəliklərin mənşəyi nədir? Bu gün də bir sirrdir. Yaponiyanın Milli Astronomiya Rəsədxanası və Tayvanın Academia Sinica Astronomiya və Astrofizika İnstitutunun (ASIAA) rəhbərlik etdiyi beynəlxalq bir tədqiqat qrupu, supermassive qara dəliklərin əcdadının ola biləcəyi bir supermassive ulduzdan həddindən artıq bir supernovanı proqnozlaşdırdı. Onların hesablamaları bu supernovanın 2021-ci ilin sonuna qədər işə salınacaq James Webb Space Teleskopu (JWST) tərəfindən müşahidə edilə biləcəyini irəli sürdü.

Supermassive qara dəliklərin meydana gəlməsini öyrənmək müasir astrofizikada əhəmiyyətli bir mövzudur. Aparıcı nəzəriyyə, erkən kainatdakı ilk kütləvi ulduzların ölümündən sonra meydana gələn supermassive qara dəliklərin toxumlarını təklif edir və sonra bu toxumlar ətrafdakı qazları yığmağa davam edir və nəhayət bu gün supermassive qara dəliklərə çevrilir. Lakin bu nəzəriyyəyə etiraz edildi, çünki yerli kainatda müşahidə olunan ən böyük ulduzlar təqribən bir və ya iki yüz günəş kütləsidir. Bir neçə yüz günəş kütləsi olan ilk ulduzlar qara deşik toxumu olaraq ölürsə, bu gün müşahidə olunan supermassive qara dəliklərin meydana gəlməsi üçün ən yüksək yığılma effektivliyini saxlamalıdır. Ancaq real bir mühitdə yüksək yığılma dərəcəsini qorumaq çox çətindir.

Tədqiqat köməkçisi, ASIAA Tayvandan olan Ke-Jung Chen, 2014-cü ildə hazırladığı elmi məqaləsində ilkin bir supermassive ulduzdan (10 4 - 10 5 günəş kütləsi) nisbətən qeyri-sabitlik supernovası təklif etdi. "İlkin kainatda on minlərlə günəş kütləsi olan az sayda ilk ulduz ola bilər. Çox güman ki, qalaktikalardakı supermassive qara dəliklərin əcdadlarıdır. Çünki qara dəlik toxumu nə qədər kütləlidirsə, o qədər səmərəlidir. ətrafdakı maddələri udmaqdır. Qara dəliklərin sürətlə böyüməsi üçün yüksək yığılma nisbətinin qorunmasına ehtiyac yoxdur "dedi Chen.

Bəs bu böyük ulduzların bir vaxtlar mövcud olduğunu necə sübut etmək olar? Bu müşahidəli bir problemdir, çünki bu çox böyük ulduzların əksəriyyəti qara dəliklərə düşmək məcburiyyətindədir. Chen tərəfindən təklif olunan supernova modelinə əsaslanaraq tədqiqat qrupu yeni bir radiasiya nəqli simulyasiyası həyata keçirdi və yaxınlaşan JWST missiyasının bu supernovanı müşahidə etmək şansına sahib olduğunu tapdı. Həqiqətən o zamana qədər müşahidə olunarsa, qalaktikadakı ilk superkütləli ulduzdan gələn supermassive qara dəliyin mənşəyi təsdiq edilə bilər. Gözləyək görək!


Kütləvi bir ulduz qara dəliyə düşəndə ​​bir supernova necə baş verir? - Astronomiya

S:
Ölümündən sonra bir ulduzun qara dəlik yaratması nə qədər vaxt aparır?

A:
Kütləvi ulduzların çökməsi zamanı Qara delik əmələ gəlməsi iki fərqli şəkildə davam edə bilər: ya kütləvi ulduz birbaşa supernova partlamadan birbaşa qara dəliyə çökür və ya partlayış baş verir, ancaq enerjisi ulduz zərfini tamamilə uçurmaq üçün çox azdır və ulduzun əhəmiyyətli bir hissəsi geri dönərək qara dəlik meydana gətirir. Hər iki halda da, hesablamalar saniyənin onda biri ilə saniyənin yarısı arasında dəyişən bir müddətdə qara dəliyin əmələ gəldiyini göstərir!

Alternativ bir yol, bir neytron ulduzunun yaxınlıqdakı bir yoldaş ulduzundan o qədər çox maddə yığması və ya yoldaşı ulduzla birləşməsi halında, neytron ulduzu sərhədinin üstünə itələdiyi və çökərək qara dəliyə çevrildiyi təqdirdə qara dəliyə düşməsini ehtiva edir. Bu proses, materialı nə qədər sürətləndirdiyinə görə bir milyon il və ya daha çox vaxt ala bilər, lakin neytron ulduzu, təxminən 3 günəş kütləsi olan həddi aşdıqdan sonra bir qara dəliyə çökmə saniyədən daha az bir müddətdə baş verir.

Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzi
60 Garden Street, Cambridge, MA 02138 ABŞ
Telefon: 617.496.7941 Faks: 617.495.7356


DOE Elm Ofisi: Supernova Araşdırmalarına Töhfələr

Nüvə Fizikası Proqramı ilə Enerji Departamenti Elm Ofisi maddənin təməl təbiəti ilə bağlı tədqiqatları dəstəkləyir. Buna maddənin - elementlər daxil olmaqla necə yaradıldığı və bu prosesdə fövqəlnovanın rolu daxildir. Digər Elm Ofisi proqramları ilə ortaq şəkildə Nüvə Fizikası, supernova partlamalarını simulyasiya etmək kimi layihələr üçün lazım olan Elmi Hesablama Proqramı və Donanım İnfrastrukturunu inkişaf etdirən SciDAC kimi layihələri dəstəkləyir.

Elm Ofisinin Yüksək Enerji Fizikası proqramı, kainatın xəritələrini inkişaf etdirmək üçün bir vasitə kimi də fövqəlnövlərdən istifadə edir. Əslində, Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyasındakı Saul Perlmutter, eləcə də elm adamları Brian Schmidt və Adam Riess qaranlıq enerjini kəşf etmək üçün Type Ia supernovanı istifadə etdiklərinə görə Nobel mükafatı qazandı. Elm İdarəsi tərəfindən dəstəklənən tədqiqatçılar, kainatın quruluşu haqqında məlumatları ortaya çıxara bilən fövqəladə və başqa səma cisimlərini təyin etmək, təsnif etmək və ölçmək üçün maşın öyrənmə üsullarından da istifadə edirlər.


Və ya başqa bir şey ola bilər

London Universitet Kollecinin astrofiziki Paul Kuin başçılıq etdiyi başqa bir astronom qrupu fərqli bir nəticəyə gəldi. İnəyin "gelgit pozulması hadisəsi" dedikləri bir-birindən parçalanmış bir ulduz olduğunu düşünürlər. & # 8221

& # 8220 Heç bir şəkildə İnək kimi çox həyəcan verici bir şey görmədik. & # 8221

Amy Lien, Maryland Universiteti, NASA & # 8217s Goddard Space Uçuş Mərkəzi

Güclü bir qara dəliyə yaxınlaşan bir ulduzda bir gelgit pozulması hadisəsi olur. Qara dəlikdən gələn cazibə qüvvəsi ulduzu bir qaz axınına ayırır. Qara dəlik qaz axınının quyruğunu qara dəlik sistemindən salır, lakin axının qabaqcıl kənarı dəliyin ətrafında fırlanır və nəticədə özü ilə toqquşur.

& # 8220; İnək kimi heç bir şey görmədik, bu çox həyəcan verici & # 8221 dedi; Maryland Universiteti, Baltimore County və NASA-nın Greenbelt'dəki Goddard Space Uçuş Mərkəzinin köməkçisi tədqiqatçı alim Amy Lien. & # 8220 Düşünürük ki, bir gelgit fasiləsi hadisənin əvvəlində sürətli, həqiqətən qeyri-adi bir işıq partlaması yaratdı və Swift'in çox dalğalı uzunluqlu müşahidələrini önümüzdəki bir neçə ayda azaldığına görə ən yaxşı şəkildə izah etdi. & # 8221

Bu ikinci tədqiqatçı qrupu, parçalanan ulduzun ağ cırtdan olduğunu, Günəşimizin sonunda çevriləcəyi eyni tip ulduz olduğunu düşünür. Qara dəliyin ölçüsünü də hesabladılar və kütlənin Günəşdən 100.000-1 milyon qat arasında olacağı qənaətinə gəldilər. Bu, onu İnək qalaktikasının mərkəzindəki ölçüyə bənzər böyük bir qara dəliyə çevirir. Bu çox qeyri-adi olardı, amma mümkün deyil.

& # 8220The Cow çox qısa müddətdə böyük bir zibil buludu meydana gətirdi & # 8221, London Universitet Kollecinin (UCL) astrofizikçisi aparıcı müəllif Paul Kuin dedi. & # 8220Bu kimi bir bulud yaratmaq üçün daha böyük bir ulduz parçalamaq daha böyük bir qara dəlik alacaq, daha yavaş bir parlaqlığın artmasına səbəb olacaq və dağıntıların tükənməsi üçün daha uzun vaxt lazımdır. & # 8221

Kuin & # 8217s komandası da 233'üncü AAS Toplantısında tapıntılarını paylaşdı və nəticələri bir sənəddə yayımlandı.


Çökən Ulduz Qara Delik Doğurur

Astronomlar böyük, ölməkdə olan bir ulduzun qara dəlik kimi yenidən doğulduğunu izlədilər.

Astronomlar böyük, ölməkdə olan bir ulduzun, ehtimal ki, qara dəlik kimi yenidən doğulduğunu izlədilər. Böyük Dürbün Teleskopunun (LBT) və NASA-nın Hubble və Spitzer kosmik teleskoplarının məğlub olmuş ulduzun qalıqlarını axtarmağa getməsi yalnız gözdən itdiyini tapmaq üçün birləşdirildi.

Çırpıntı yerinə bir xırıltı ilə çıxdı.

Günəşimizdən 25 dəfə böyük olan ulduz çox parlaq bir supernovada partlamalı idi. Bunun əvəzinə çöldə çöldü - sonra bir qara dəlik arxasında qaldı.

Yaxınlıqdakı bir qalaktikadakı bu kimi "Kütləvi uğursuzluqlar" astronomların niyə nəhəng nəhəng ulduzlardan supernovaları gördüklərini izah edə bilər, deyə Ohayo Dövlət Universitetinin astronomiya professoru və Ohio-nun Görməli Kosmologiya üzrə Görkəmli Alimi Christopher Kochanek söylədi.

Belə ulduzların yüzdə 30-a qədəri səssizcə qara dəliklərə çökə bilər - heç bir supernova lazım deyil.

"Tipik görünüş budur ki, bir ulduz yalnız supernovaya getdikdən sonra qara dəlik yarada bilər", - Kochanek izah etdi. "Bir ulduz bir supernovaya düşə bilər və yenə də qara bir dəlik yaradırsa, bu, ən böyük ulduzlardan niyə supernova gördüklərimizi izah etməyə kömək edəcəkdir."

Son nəticələrini Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişlərində dərc edən astronomlar qrupuna rəhbərlik edir.

İzlədikləri qalaktikalar arasında 22 milyon işıq ili uzaqlıqda spiral qalaktika olan "Fireworks Galaxy" ləqəbli NGC 6946 da var, çünki supernovalar orada tez-tez olur - həqiqətən, 14 Mayda kəşf edilən SN 2017eaw, maksimuma yaxın parlayır. indi parlaqlıq. 2009-cu ildən başlayaraq N6946-BH1 adlı xüsusi bir ulduz zəif parlamağa başladı. 2015-ci ilə qədər mövcudluqdan göz yumdu.

Uğursuz supernovalar üçün LBT araşdırmasının ulduzu söndürməsindən sonra, astronomlar Hubble və Spitzer kosmik teleskoplarını onun hələ də orada olub olmadığını, ancaq sadəcə qaraldığını görməyə yönəltdilər. 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. Tədqiqatçılar diqqətlə bir aradan qaldırılma prosesi ilə nəticədə ulduzun qara dəliyə çevrildiyi qənaətinə gəldilər.

Layihədə ulduzların nə qədər tez-tez uğursuzluqla qarşılaşdığını dəqiq bilmək hələ tezdir, lakin bu yaxınlarda doktorluq dərəcəsini alan keçmiş Ohio Dövlət tələbəsi Scott Adams. Bu işi edərkən, bir ilkin təxmin edə bildi.

"N6946-BH1, anketimizin ilk yeddi ilində tapdığımız yeganə uğursuz supernovadır. Bu müddət ərzində izlədiyimiz qalaktikalar içərisində altı normal supernova meydana gəldi və kütləvi ulduzların yüzdə 10-30'unun öldüyünü iddia etdi uğursuz supernova kimi "dedi.

"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."

Həmmüəllif müəllif Krzysztof Stanek-i araşdırmaq üçün kəşfin həqiqətən maraqlı tərəfi çox kütləvi qara dəliklərin mənşəyinə aid təsirlərdir - bu, LIGO təcrübəsinin cazibə dalğaları vasitəsilə aşkar etdiyi növdür. (LIGO Lazer İnterferometrinin Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanasıdır.)

Ohio əyalətinin astronomiya professoru Stanek, böyük bir ulduzun xarici təbəqələrinin çoxunun uçurulmasına səbəb olan bir prosesin - supernovadan keçə biləcəyinin və hələ də meydana gəlməsi üçün kifayət qədər kütlə qaldığını söylədi. LIGO-nun aşkarladığı miqyasda böyük bir qara dəlik.

"Supernova olmadığı təqdirdə çox böyük bir qara dəlik açmağın daha asan olduğuna şübhə edirəm" dedi.

Adams indi Kaliforniyanın Pasadena şəhərindəki Caltech-də astrofizikdir. Digər müəlliflər Ohio Dövlət doktorantı Jill Gerke və Oklahoma Universitetinin astronomu Xinyu Dai idi. Araşdırmaları Milli Elm Fondu tərəfindən dəstəklənmişdir.

NASA-nın Pasadena, California'daki Jet Propulsion Laboratoriyası, Washington, NASA-nın Elm Missiyası Müdirliyi üçün Spitzer Kosmik Teleskop missiyasını idarə edir. Elm əməliyyatları Caltech-dəki Spitzer Elm Mərkəzində aparılır. Kosmik gəmi əməliyyatları Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado-da qurulur. Məlumat Caltech-də İnfraqırmızı İşləmə və Analiz Mərkəzində yerləşdirilən İnfraqırmızı Elm Arxivində arxivləşdirilir. Caltech, NASA üçün JPL-ni idarə edir.

Böyük Dürbün Teleskopu Birləşmiş Ştatlar, İtaliya və Almaniyadakı təşkilatlar arasında beynəlxalq bir əməkdaşlıqdır.

Hubble Kosmik Teleskopu NASA ilə ESA (Avropa Kosmik Agentliyi) arasında beynəlxalq əməkdaşlıq layihəsidir. NASA-nın Merilend ştatının Greenbeltdəki Goddard Space Uçuş Mərkəzi bu teleskopu idarə edir. Baltimordakı Kosmik Teleskop Elm İnstitutu, Hubble elmi əməliyyatları aparır. STScI, NASA üçün Vaşinqtondakı Astronomiya İnc. Universitetləri Birliyi tərəfindən idarə olunur.


Üstün bir problem

Ancaq son illərdə müşahidələr bəzi qırmızı supergigantların əslində supernovaya getməməsini təklif etməyə başladı. 1987-ci ildən başlayaraq müşahidəçilər qonşu qalaktika olan Böyük Magellan Buludunda bir supernova gördükdən sonra, astronomlar qalaktikaların əvvəlcədən partlayış görüntülərini araşdırmağı və hansı ulduzun partladığını müəyyənləşdirməyi bacardılar.

Kraliça Belfast Universitetindən Stephen Smartt deyir ki, astronomlar bu ulduz yarılmalarından 25-ni həyata keçirmişlər. Gözlənildiyi kimi, məhv olan ulduzların çoxu qırmızı süper nəhənglər idi. Ancaq səkkiz ilə 30 günəş arasında bütün kütlələri əhatə etmədilər. "Bizdə 17 günəş kütləsi olan [doğuş] kütləsi üzərində demək olar ki, heç bir ulduz təsbit edilmir" deyən Smartt, "bunlar şəkillərdə ən parlaq, ən asan olanlar olmalıdır." Bu uğursuzluğu qırmızı supergiant problem adlandırır (1, 2). Smartt, yalnız aşağı kütləli qırmızı supergigantların partladığından şübhələnir. 17-dən çox günəş kütləsində anadan olan daha yüksək kütləli qırmızı supergends impulslar, nüvələri səssizcə qara dəliklərə çökür.

Smartt deyir ki, 2008-ci ilin yoxa çıxan süper nəhəng bir ehtimal nümunəsidir. Ulduzun evi, yer üzündən 25 milyon işıq ili uzaqlıqda olan super supernovaları ilə məşhur olan NGC 6946 adlı hiperaktiv spiral qalaktikadır. 1917-ci ildən 2017-ci ilədək müşahidəçilər digər qalaktikalardan daha çox 10 supernova partlaması gördülər, lakin baş verməyən supernova baş verənlərin hamısından daha əhəmiyyətli ola bilər.

O vaxt ulduzun itdiyini heç kim görmədi. Bununla birlikdə 2014-cü ildə, Christopher Kochanek və Columbus'dakı Ohio Dövlət Universitetinin aspirantı Jill Gerke, qalaktikaların şəkillərini özümüzün yaxınlığında araşdırırdılar ki, onların ayrı-ayrı ulduzlarını müəyyən edə bilək. Bu astronomlar qırmızı fövqəlqoyma problemini və nəzəriyyəçilərin ulduzlarının partlamasına səbəb olduqları problemi bilirdilər. Qalaktika şəkilləri, hər biri potensial gələcək bir supernovadan ibarət olan bir milyon qırmızı supergiger çəkdi. Müxtəlif illərdəki görüntüləri müqayisə edərək astronomlar bunun tam əksini tutmağı ümid edirdilər: qara dəliyə çevrildiyi üçün qırmızı bir supergian gözdən düşdü.

Gerke, 2008 hadisəsi haqqında "Çox gözəl və təmiz idi" deyir. "Orada ulduzu görə bilirdiniz və sonra ən azından məlumatlarımızda artıq görünmədiyini açıq şəkildə görə bilirdiniz." Hələ hər kəsin supernovaya getmədən göylərdən itən bir ulduz gördüyü yeganə vaxtdır (3).

Kəşfdə iştirak etməyən Woosley, iddianı etibarlı adlandırır. Ulduz hələ də qalın toz buludunun arxasında parlaya bilsə də, ulduz işığı bu tozu qızdırmalı və heç kimin görmədiyi infraqırmızı dalğa uzunluğunda güclü parlamalıdır. Ulduzun ölümünün qəti təsdiqi, NASA-nın 2021-ci ildə buraxmağı planlaşdırdığı böyük bir infraqırmızı həssas alət olan James Webb Space Teleskopunu gözləyir.

Astronomlar çoxdan bəri qırmızı ulduz Betelgeuse (Yuxarı) Orion the Hunter parlaq bürcündə, nə vaxtsa parlaq bir supernovada partlayacaq. Ancaq yeni araşdırmalar bu gözlənilən partlayışın əsla baş verməyəcəyi ehtimalını artırır. Şəkil krediti: Shutterstock / Genevieve de Messieres.


Supernovadan qorxmayın

Supernova 1987A, müasir dövrdə görülən ən yaxın partlayan ulduz idi. Bu, öz Samanyolu ətrafında dövr edən kiçik bir qalaktika olan Böyük Magellan Buludunda meydana gəldi. NASA-nın Hubble Space Teleskopu tərəfindən çəkilən şəkillər partlayışın genişlənən dağıntılarından ibarət olan bu kompozisiyanı yaratmaq üçün birləşdirildi. Kredit: Kredit: NASA / ESA / P. Challis və R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzi)

Bir supernova partlayışındakı inanılmaz enerji miqdarını və günəşin bütün ömrü boyu yaratdığı qədər və # 150 başqa bir səhv qiyamət nəzəriyyəsi belə bir partlayışın 2012-ci ildə baş verə biləcəyini və dünyadakı həyata zərər verə biləcəyini göstərir. Bununla birlikdə, kosmosun genişliyini və fövqəlnövlər arasındakı uzun müddətləri nəzərə alaraq, astronomlar Yer kürəsini incitəcək qədər yaxın bir təhlükə ulduzunun olmadığını söyləyə bilərlər.

Astronomlar, qalaktikamızda hər əsrdə orta hesabla bir və ya iki supernovanın partladığını təxmin edirlər. Fəqət, Yerin ozon təbəqəsinin bir supernovadan zərər görməsi üçün partlayış 50 işıq ilindən az müddətdə baş verməlidir. Supernovaya gedə bilən yaxınlıqdakı ulduzların hamısı bundan çox uzaqdır.

Supernovaya gedən bir ulduzun yanında həyatı olan hər hansı bir planet həqiqətən problem yaşayacaqdır. Supernovadan gələn X və qamma-şüalanma bizi günəş şüalarındakı zərərli ultrabənövşəyi şüalardan qoruyan ozon təbəqəsinə zərər verə bilər. Ozon nə qədər az olarsa, UB işığı səthə o qədər çox çatır. Bəzi dalğa boylarında, yer səviyyəsində UB-də yalnız yüzdə 10 artım, okean səthinə yaxın fitoplankton daxil olmaqla bəzi orqanizmlər üçün ölümcül ola bilər. Bu orqanizmlər Yer üzündə oksigen istehsalının və dəniz qida zəncirinin əsasını təşkil etdikləri üçün, onlar üçün hər hansı bir ciddi pozulma planet boyu problemə çevrilə bilər.

Bir qamma şüası partlaması (GRB) adlanan başqa bir partlayıcı hadisə, tez-tez supernova ilə əlaqələndirilir. Kütləvi bir ulduz öz üzərinə çökəndə - ya da daha az, iki kompakt neytron ulduzun toqquşması - nəticədə qara dəliyin yaranmasıdır. Maddə yeni yaranmaqda olan bir qara dəliyə doğru düşdükdə, bəziləri o qədər güclü bir hissəcik təyyarəsinə çevrilir ki, ulduzun ən xarici təbəqələri çökməyə başlamazdan əvvəl ulduzun içərisindən tamamilə keçə bilər. Reaktivlərdən biri Yer üzünə yönəlirsə, orbitdə olan peyklər, göyün bir yerində olduqca enerjili bir qamma şüasının partlayışını aşkar edirlər. Bu partlayışlar demək olar ki, hər gün baş verir və o qədər güclüdür ki, milyardlarla işıq ili boyunca görünə bilər.

Bir qamma şüası dünyanı bir supernova ilə eyni şəkildə və daha da uzaq məsafədə təsir edə bilər, ancaq ancaq reaktivi birbaşa bizim yolumuza yönəltsə. Astronomlar, bir qamma şüasının partladığını, hər biri orta hesabla təxminən 15 milyon il ayrıldıqda, Yer kürəsini 10.000 işıq ilinə qədər təsir edə biləcəyini təxmin edirlər. İndiyə qədər GRB 031203 olaraq bilinən rekordun ən yaxın partlaması 1,3 milyard işıq ili uzaqlıqdadır.

Təsirlərdə olduğu kimi, planetimiz uzun müddət ərzində bu cür hadisələri artıq yaşamışdır, lakin yaxın gələcəkdə, daha az 2012-ci ilin dekabrında qalaktikamızda bir qamma şüasının meydana gəlməsini gözləmək üçün bir səbəb yoxdur.


Tədqiqatçılar kütləvi qara dəliklərin mənşəyini və maksimum kütləsini tapırlar

GW170729 üçün ikili qara dəlik əmələ gəlməsi yolunun sxematik diaqramı. 80 günəş kütləsinin altındakı bir ulduz inkişaf edir və nüvə çökən supernovaya çevrilir. Ulduz cüt-qeyri-sabitlik yaşamır, buna görə də pulsasiya ilə əhəmiyyətli bir kütlə boşalması yoxdur. Ulduz kütləvi bir dəmir nüvəsini meydana gətirdikdən sonra öz çəkisi ilə çökür və kütləsi 38 günəş kütləsindən aşağı olan qara dəlik əmələ gətirir. 80 ilə 140 günəş kütləsi arasındakı bir ulduz inkişaf edir və pulsasiyaedici cüt-qeyri-sabitlik supernovasına çevrilir. Ulduz kütləvi bir karbon-oksigen nüvəsi meydana gətirdikdən sonra nüvə fəlakətli bir elektron-pozitron cütü yaratma təcrübəsi alır. Bu, ulduz materiallarının güclü pulsasiyasını və qismən atılmasını həyəcanlandırır. Çıxarılan materiallar ulduzu əhatə edən ulduz maddəsini meydana gətirir. Bundan sonra ulduz təkamül göstərməyə davam edir və kütləvi bir dəmir nüvəni əmələ gətirir, bu da adi nüvə dağılma supernovasına bənzər bir şəkildə yıxılır, lakin 38 - 52 günəş kütləsi arasında daha yüksək bir qara dəlik kütləsi ilə. Bu iki yol, GW170729 cazibə dalğa hadisəsinin aşkar edilmiş ikili qara dəlik kütlələrinin mənşəyini izah edə bilər. Kredit: Shing-Chi Leung et al. / Kavli IPMU

Ölməkdə olan bir ulduzun simulyasiyaları ilə nəzəri fizika tədqiqatçıları qrupu, cazibə dalğalarının aşkarlanması ilə kəşf olunan təkamül mənşəyini və maksimum qara dəlik kütləsini tapdılar.

LIGO (lazer interferometr cazibə-dalğa rəsədxanası) və VIRGO (Qız interferometrik cazibə-dalğa antenası) ilə cazibə dalğalarının həyəcanverici aşkarlanması yaxın ikili sistemlərdə qara dəliklərin birləşdiyini göstərir.

Birləşmədən əvvəl müşahidə olunan qara dəliklərin kütlələri ölçülmüş və əvvəlcədən gözlənilən kütlədən Günəşin kütləsindən (günəş kütləsi) təxminən 10 qat çox olduğu ortaya çıxmışdır. Belə hadisələrdən birində, GW170729, birləşmədən əvvəl qara dəliyin müşahidə olunan kütləsi əslində təxminən 50 günəş kütləsi qədərdir. Ancaq hansı ulduzların bu qədər böyük bir qara dəlik yarada biləcəyi və ya cazibə dalğa detektorları tərəfindən müşahidə edilən qara dəliklərin maksimum ölçüsü nə olduğu aydın deyil.

Bu suala cavab vermək üçün Kavli Kainatın Fizika və Riyaziyyat İnstitutunda (Kavli IPMU) Layihə Tədqiqatçısı Şing-Chi Leunq (hazırda Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda), baş elmi işçi Ken'ichi Nomoto və Ziyarət edən baş elmi işçi Sergey Blinnikov (Mosovdakı Nəzəri və Eksperimental Fizika İnstitutunun professoru) çox nəhəng ulduzların, xüsusən yaxın ikili sistemlərdə 80 ilə 130 günəş kütləsi ulduzlarının təkamülünün son mərhələsini araşdırdı.

Pulsasiyaedici cüt-qeyri-sabitlik supernova təkamül prosesi. Kredit: Shing-Chi Leung et al.

Yaxın ikili sistemlərdə əvvəlcə 80 ilə 130 günəş kütləsi ulduzları hidrogenlə zəngin zərflərini itirir və 40-65 günəş kütlələrinin helium ulduzlarına çevrilir. Başlanğıc günəş kütləsi ulduzları oksigenlə zəngin nüvələr meydana gətirəndə, ulduzlar içərisində olan temperatur fotonların elektron-pozitron cütlərinə çevriləcəyi qədər yüksək olduğu üçün dinamik pulsasiyaya məruz qalır. Bu cür 'cüt yaratma' nüvəni qeyri-sabit edir və daralmanı çökməyə sürətləndirir.

Həddindən artıq sıxılmış ulduzda oksigen partlayışla yanır. Bu, ulduzun çökməsini və daha sonra sürətlə genişlənməsini tetikler. Ulduz xarici təbəqənin bir hissəsi atılır, daxili hissəsi soyuyur və yenidən çökür. Pulsasiya (çökmə və genişlənmə) oksigen tükənənə qədər təkrarlanır. Bu proses pulsasiyalı cüt-qeyri-sabitlik (ÜFE) adlanır. Ulduz bir dəmir nüvə əmələ gətirir və nəhayət, PPI-supernova (PPISN) kimi tanınan supernova partlamasına səbəb olan qara dəliyə çırpılır.

Ulduz çökənə qədər qara dəlik əmələ gətirənə qədər bir neçə belə pulsasiya və əlaqəli kütləvi tullantıları hesablayaraq qrup, impulsasiyaedici cüt-qeyri-sabitlik supernovasından əmələ gələn qara dəliyin maksimum kütləsinin 52 günəş kütləsi olduğunu tapdı.

  • Qırmızı xətt başlanğıcda 120 günəş kütləsi ulduzunun mərkəzindəki temperatur və sıxlığın zaman təkamülünü göstərir (PPISN: pulsasiyaedici cüt-qeyri-sabitlik supernovası). Oxlar zamanın istiqamətini göstərir. Ulduz # 1 və # 2-də sıçrayış edərək pulsasiya edir (yəni iki dəfə daralma və genişlənmə) və nəhayət 25 günəş kütləsi ulduzuna bənzər bir xətt boyunca yıxılır (nazik mavi xətt: CCSN (əsas dağılma süpernova)). Qalın mavi xətt geridə qara dəlik qalmadan tamamilə pozulan 200 günəş kütləsi ulduzunun büzülməsini və son genişlənməsini göstərir (PISN: cüt-qeyri-sabitlik supernova). Qara möhkəm xəttlə əhatə olunmuş yuxarı sol sahə, bir ulduzun dinamik olaraq qeyri-sabit olduğu bölgədir. Kredit: Shing-Chi Leung et al.
  • Qırmızı xətt (qırmızı simulyasiya nöqtələrini birləşdirir) pulsasiya edən cüt-qeyri-sabitlik supernovasından (PPISN) sonra başlanğıc ulduz kütləsinə qarşı qalan qara dəliyin kütləsini göstərir. Qırmızı və qara kəsikli xətlər ikili sistemdə qalan helium nüvəsinin kütləsini göstərir. Qırmızı xətt kəsikli xəttdən daha aşağıdır, çünki pulsasiya olunan kütlə itkisi ilə nüvədən bir miqdar kütlə itirilir. (Cüt-qeyri-sabitlik supernovası, PISN, qalıq qalmadan tamamilə partlayır.) Qırmızı xəttin zirvəsi, cazibə dalğaları ilə müşahidə ediləcək qara dəliyin maksimum 52 günəş kütləsini verir. Kredit: Shing-Chi Leung et al.
  • Qabaqcıl LIGO və VIRGO (birləşmə hadisəsi adları GW150914 - GW170823) tərəfindən aşkarlanan cazibə dalğaları (GW) əmələ gətirən bir cüt qara dəliyin kütlələri (eyni rənglə göstərilmişdir) il-ay gününü göstərir). 38 - 52 günəş kütləsi ilə əhatə olunan qutu, PPISNe tərəfindən istehsal olunan qalıq kütlə üçündür. Bu qutunun içərisinə düşən qara dəlik kütlələri dağılmadan əvvəl PPISN mənşəli olmalıdır. 38 günəş kütləsinin altında CCSN çəkən böyük bir ulduzun yaratdığı qara dəlik var. GW170729-a əlavə olaraq, GW170823, aşağı kütlə həddi tərəfində bir PPISN namizədidir. Kredit: Shing-Chi Leung et al.

Başlanğıcda 130 günəş kütləsindən daha böyük (65 günəş kütləsindən daha çox helium ulduzları əmələ gətirən) ulduzlar partlayıcı oksigen yanması səbəbindən cüt qarışıqlıq supernova prosesindən keçir və bu da ulduzları qara dəlik qalığı olmadan tamamilə pozur. 300 günəş kütləsindən yuxarı olan ulduzlar çökür və təxminən 150 günəş kütləsindən daha böyük bir qara dəlik meydana gətirə bilər.

Yuxarıda göstərilən nəticələr qara dəlik kütləsində 52 ilə 150 ​​günəş kütləsi arasında bir 'kütlə boşluğu' olduğunu təxmin edir. Nəticələr o deməkdir ki, GW170729-dakı 50 günəş kütləsi qara dəlik, çox güman ki, impulsasiyaedici cüt-qeyri-sabitlik supernovasının qalığıdır.

Nəticə, kütləvi bir ulduz mühitinin pulsasiya olunan kütlə itkisi ilə meydana gələcəyini, beləliklə qara dəlik meydana gəlməsi ilə əlaqəli supernova partlayışının atılan materialın səmavi maddə ilə toqquşmasına səbəb olacağını və super işığa çevrilmiş supernovanın olacağını proqnozlaşdırır. Gələcəkdəki cazibə dalğa siqnalları nəzəri proqnozlarının sınaqdan keçirildiyi bir əsas təmin edəcəkdir.


Bir supernova bir ulduzu necə tamamilə məhv edir?

Tam cavabı burada oxuyun. Müvafiq olaraq, bir supernova zamanı bir ulduza nə olur?

Bu partlayış olur çünki mərkəzi və ya əsas ulduz bir saniyədən az müddətdə çökür. Xarici təbəqələri ulduz partlayışda uçurulur, bunun üçün bir büzülmə nüvəsi qalır ulduz sonra supernova. Şok dalğaları və içindən uçan material supernova yeni meydana gəlməsinə səbəb ola bilər ulduzlar.

Yuxarıda göstərilənlərin yanında bir supernova bir planeti məhv edə bilərmi? Risk supernova növü Baxmaq üçün möhtəşəm olsalar da, bu "proqnozlaşdırıla bilən" idilər supernovalar meydana gəlməsi üçün dünyanı təsir etmə potensialının az olduğu düşünülür. Tip II olduğu təxmin edilir supernova səkkiz parsekdən daha yaxındır (26 işıq ili) məhv etmək Yerin ozon qatının yarısından çoxu.

Həm də soruşdular ki, bir ulduz öləndə supernova olur?

Ancaq lazımi miqdarda kütlə ilə a ulduz odlu bir partlayışda yandıra bilər. A ulduz gedə bilərsən supernova iki yoldan biri ilə: Tip I supernova: ulduz qaçaq bir nüvə reaksiyası alovlanana qədər yaxın qonşudan maddə yığır. Tip II supernova: ulduz nüvə yanacağı tükənir və öz çəkisi altında dağılır.

Bir ulduz yananda buna nə deyilir?

Nə vaxt ulduz Günəş öldüyü kimi, xarici qatlarını kosmosa atır, isti və sıx nüvəsini eonların üzərində soyumağa qoyur. Ancaq bəzi digər növləri ulduzlar titanik partlayışlarla bitmək, çağırdı supernovalar. Bir supernova, milyardlarla "normal" bir qalaktika qədər parlaq şəkildə parlaya bilər ulduzlar.


Videoya baxın: Ay Olmasaydı Ne Olurdu? (Sentyabr 2021).