Карлик в остатке. Когда звездная жизнь приводит к катастрофе

12 Сентября 2019

МОСКВА, 12 сентября —, Татьяна Пичугина. Каждую секунду во Вселенной зажигается примерно восемь десятков сверхновых звезд. Сегодня астрономы открывают их тысячами, только в нашей Галактике зарегистрировали около трехсот. Однако наблюдать сам момент взрыва светила — большая удача, особенно с близкого расстояния. Попали в историю

Большинство звезд медленно сгорают без остатка или постепенно сбрасывают сорочку из газа в окружающее любое пространство, превращаясь в компактный элемент размером с планету — например, в белый карлик. Очень редко (в больших, конечно, масштабах) жизнь звезд заканчивается катастрофой.

При взрыве выделяется чудовищное количество энергии в виде нейтрино и электромагнитного изливания. Если это случилось достаточно близко, с Земли событие можно видеть невооруженным глазом — на небе внезапно возникает явная огромная звезда, которая постепенно, в течение нескольких завтрашний дней, тускнеет. В наши дни эти звезды называют сверхновыми.

В исторических хрониках сохранились сведения о семи сверхновых. Одну из самых ранних наблюдали китайские, японские и арабские астрономы в 1054 году. От нее остался один из самых просчитанных космических объектов — Крабовидная смутность, в центре которой находится бешено вращающийся пульсар: в секунду он делает 33 разворота и излучает в различных размахах длин волн.

В 1604 году выходку сверхновой в созвездии Змееносца созидали многие средневековые астрономы, включая Иоганна Кеплера. Следующего события такой мощи человечеству пришлось ждать почти четыреста лет. 12 июля 2018, 09:00Ученые нашли следы взрыва сверхновой звезды рядом с Солнечной системойРождение сверхновой

Молодой канадский астроном Ян Шелтон, ишачу в обсерватории в Чили, случайно открыл в феврале 1987 года взрыв сверхновой в Большом Магеллановом облаке, карликовой вселенной — спутнике Млечного Пути в 50 килопарсеках от нас. Вспышка была видна невооруженным глазом и зафиксирована на фотоизображениях.

Ее классифицируют как SN 1987A, где первые буквы символизируют сверхновую, буква A указывает, что она первая, обнаруженная в 1987 году.

Оказалось, что за несколько часов до взрыва звезды 23 февраля четыре нейтринных обнаружителя в мире, в том числе Баксанский на Кавказе, зафиксировали аномальные потоки космических нейтрино. На черенковском детекторе Камиоканде II в Японии смогли даже вычислить направление на источник выходки.

Нейтрино — это особый тип основных частиц, очень слабо сотрудничающий с веществом, поэтому их чрезвычайно сложно обнаружить. Они рождаются в недрах звезд в результате ядерных реакций и стартуют со скоростью света, пронизывая все на своем пути. Чтобы их уловить, нужны весьма чувствительные, хитро устроенные установки. 17 июня, 08:00 Все проаннигилировало, мир исчез. Ученый рассказал, что задумали в Японии

Если звезда львиная — например, тяжелее Солнца в восемь раз, постепенно в ее центральной части удаётся весь водород и запускается ядерная реакция. Со временем в недрах в очень компактном объеме синтезируются гелий, дейтерий, углерод, кислород и далее вплоть до железа. Температура в центре растет, тяжеловесное ядро звезды все больше сокращается. Оно превращается в плавильный реактор, где атомы делятся на элементарные частицы и собираются в нейтроны. На этом этапе происходит резкий выброс настойчивости в виде нейтрино. Именно его способны увидеть на Земле и выдать предупреждение телескопам: вот координаты, наводитесь, через несколько часов или завтрашний дней там произойдет рождением сверхновой.

Далее соответствует быстрый коллапс умирающей звезды: ее внешние оболочки под действием гравитации схлопываются внутрь. Яркость объекта увеличивается в тысячи раз, и если он достаточно близко, то его можно видеть с Земли без радиотелескопа. Взрывная волна уносит настойчивость и остатки вещества, а в центре остается крошечная нейтронная звезда — пульсар. Или черная дыра. По другим сценариям, возможно образование кварковой звезды.

SN 1987A — результат гибели голубого гиганта Сандулик. За три десятка лет с нюанса взрыва от него остались только оболочки. В центре пока ничего не нашли. Возможно, там слишком плотные облачное пространства газа или черная дыра себя не проявляет, а может быть, ничего действительно нет.

Эта сверхновая — одна из самых изученных в истории астрономии. Ее рождение наблюдали не только визуально и по нейтрино, но и в различных размахах электромагнитного излучения. Сейчас на месте взрыва — шарообразная композиция с двумя кольцами. Предполагается, что они остались от звезды-предшественницы, а ударная волна подсветила их. Согласно одной из моделей, внутреннее кольцо погаснет к 2025 году.

SN 1987A все еще сильно светится в радиодиапазоне, что связывают с синхротронным излучением, порождаемым бегущей ударной волной. ESA/Hubble, NASAТак выглядят остатки сверхновой SN 1987A через 30 лет уже после вспышки. Радиоизлучение от них усиливается. Загадочные кольца подсвечены энергией ударной волны ESA/Hubble, NASAТак выглядят остатки сверхновой SN 1987A через 30 лет уже после вспышки. Радиоизлучение от них усиливается. Загадочные кольца подсвечены энергией ударной волныЖизнь и смотреть в гроба белых карликов

Открытие SN 1987A стало весомой вехой в астрономии. Теперь наши инструменты заглядывают в другие галактики и самые далекие закоулки космоса. Сейчас открыто около 63 тысяч объектов, в основном это остатки прошлых взрывов. Но случаются и удачи наблюдать момент рождения.

Астроном-любитель из Аргентины Виктор Бусо в сентябре 2016 года испытывал новую камеру для наблюдений. Он направил ее на далекую галактику NGC 613 и случайно снял вспышку звезды. Ей дали название SN 2016gkg. Это исключительный случай, когда удалось зафиксировать филиал неба до взрыва и сразу после. После этого новорожденную сверхновую стали наблюдать профессиональные звездочёты в большие телескопы.

В рутинном порядке десятками остатки сверхновых открывают звездочёты Специальной астрофизической обсерватории на Кавказе и участники российской сети роботов-телескопов МАСТЕР, созданной в МГУ профессором Владимиром Липуновым. NASA / ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)Крабовидная смутность NASA / ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)Крабовидная туманность

В середине прошлого века ученые разделили сверхновые на I и II типы. Ко второму как раз относится SN 1987A, родившаяся при гравитационном коллапсе массивной звезды. В ее спектре нет водорода, потому, что он весь сгорел. К первому типу, точнее к категории Ia, относят остатки взрыва небольших звезд. В их спектрах тритий есть, что говорит о другом характере катастрофы.

Согласно одной из гипотез, сверхновые первого гаврика образуются из белых карликов. Их полно в космосе, но не все взрываются. Индийский ученый Чандрасекар вычислил, что белый карлик может прочного существовать, если его куча не более 1, 4 кучи Солнца. В противном случае он погибнет в термоядерном взрыве.

Но с чего вдруг белый карлик начнет набирать массу? Оказывается, многие из них крутятся в тесной паре с портретом. Постепенно один забирает из другого вещество и увеличивается в размерах. Когда он одолевает предел Чандрасекара, происходит ядерный взрыв. От звезды остается только разлетающаяся во все грани оболочка. Эта гипотеза уже в наши дни подтвердилась опытническими наблюдениями.

К этому типу относят, например, SN 1572 — сверхновую, вспыхнувшую в 1572 году в созвездии Кассиопеи. Ее рождение и угасание отслеживал астроном Тихо Браге. В середине XX века на месте этого объекта обнаружили источник радиоизлучения, а затем увидели и сам остаток сверхновой в зрительном диапазоне.

Сверхновые типа Ia служат для точного измерения космологических расстояний, в 1990-х они помогли довести, что Вселенная расширяется с ускорением и, что пространство наводнённого темной энергией — загадочной субстанцией, расталкивающей галактики. Иллюстрация. Фото: NASA, ESOТип сверхновой зависит от звезды-предшественницы. Если она массивная, то в остатках после взрыва не будет водорода. Такие сверхновые касают ко второму типу. Все остальные — к первому Иллюстрация. Фото: NASA, ESOТип сверхновой зависит от звезды-предшественницы. Если она массивная, то в остатках после взрыва не будет водорода. Такие сверхновые касают ко второму типу. Все остальные — к первомуКогда взорвется Бетельгейзе

Астрономы мечтают увидеть воочию взрыв сверхновой, но на безопасном расстоянии. Иначе это событие может привести к катастрофическим последствиям на Земле. Геологи обнаруживают в древних породах и слоях глетчерный возможные следы взрывов сверхновых в доисторические эпохи, некоторые валят им массовые вымирания и гибель цивилизаций. Пока же роднейший кандидат на взрыв в Млечном Пути — ярчайший объект в созвездии Ориона, Бетельгейзе. Это очень старый красный гигант, жизненный путь которого может окончиться в любой момент.

А возможно, следующую вспышку придется перетерпеть, поскольку в Млечном Пути они происходят не чаще раза-двух в сто лет.

Сверхновые оказывают существенное влияние на Вселенную. Они порождают космические лучи, влияют на межзвездный газ и воспитание молодых звезд, обогащают среду химическими элементами, в том числе тяжелыми. А это ключевое условие для возникновения жизнедеятельности земного типа на планетах. Вот почему на изучение сверхновых направлено много усилий. Теперь, если где-то близко — может быть, в нашей Галактике — начнется коллапс звезды, об этом заранее предскажут на Земле и направят туда телескопы. Ученые рассчитывают отслеживать и гравитационные волны от появления сверхновой. 28 мая, 16:47Человечество встало на конечности благодаря взрыву сверхновой, рассказывают ученыеКосмос - НаукаМоскваЯпонияЧили Наука

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Карлик в остатке. Когда звездная жизнь приводит к катастрофе

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Самаре пройдет Международный антифашистский форум "Гитары в строю"