Избрани публикации

Oще един свят в слънчевата сис...

Касини е предоставил ключови д...

новият руски научен спътник би...

Сузуки изследва останките от свръхнови
Мисия: Suzaku

Увеличаване Сузуки е наблюдавал 23 останки от свръхнови, включително и тези, показани тук. Телескопът е разкрил разминаване между енергиите на железните атоми, което служи като индикатор за типът свръхнова, който е избухнал преди столетия или хилядолетия. Image Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

Международен екип от астрономи, използващи данни от японската рентгенова обсерватория "Сузуки" са разработили мощна техника за анализ на останките от свръхнови. Това са облаци от разширяваща се материя, изхвърлена от свръхмощна звездна експлозия. Новият метод осигурява бърз начин за идентифициране на типа експлозия и предлага прозрения за околната среда, съществувала преди звездното самоунищожение.

Техниката включва улавяне на специфични емисии от рентгенови лъчи, излъчвани от железните атоми в ядрото на останките от свръхнови. Дори и след хиляди години, тези атоми остават изключително горещи и са лишени от почти всичките 26 електрона, които обикновено съпътстват ядрото на железните атоми при нормални условия на Земята. Този метал се формира в центровете на масивните звезди, когато те достигнат края на живота си и производството на енергия започва да затихва. Това го превръща в ключов свидетел за звездната смърт.

Сузуки е изстрелян в орбита около Земята през 2005 год. и тази японска обсерватория притежава най-добрата чувствителност към въпросните емисионни линии на желязото. Астрономите смятат, че свръхновите се случват веднъж или два пъти на век в нашата галактика. Всеки път, взривна вълна и обвивка от горещи звездни отломки се разширяват бързо, далеч от детонацията, създавайки остатък от свръхнова, която може да бъде наблюдавана в продължение на десетки хиляди години. Разширяването на облака се забавя с течение на времето, когато той се смесва с междузвездния газ и в крайна сметка става неразличим от него.

Свръхновите попадат в два широки класа, базирани на събитието, което ги създава. Едните са наречени "ядрено-колапсиращи" свръхнови и те се предизвикват от звезди тежащи повече от осем пъти масата на Слънцето. При тях, когато горивото от водород в ядрото се изчерпа, те поетапно преминават през енергийна криза, която води до истинска катастрофа - самосрутване на звездата под собствената си тежест. Отзвукът в пространството са въпросните взривове.

Другият вид е известен като "тип Ia" свръхнови и те се създават, когато бяло джудже изсмуче достатъчно водород от своя спътник-нормална звезда, за да детонира като най-мощната водородна бомба в галактиката. Белите джуджета всъщност могат да детонират и когато се сливат помежду си. Тези два взрива протичат при изключително идентичен начин и най-характерното при тях е почти еднаквата светимост, която достигат. Това постоянство комбинирано с фактът, че "тип Ia" свръхновите са толкова ярки, че се откриват в цялата наблюдаема Вселена ги прави много мощен инструмент за изучаването на целия космос който ни заобикаля.

Но най-близките до нас свръхнови всъщност са се случили далеч в миналото и астрономите често дебатират дори и за тяхното най-фундаменталното свойство - дали останките са от тип Ia или от звездно-колапсирала експлозия.

Сега, чрез изследване на рентгеновите емисии на железните атоми, учените са открили нов начин да се направят разлика между двата вида свръхнови. След като са изучили 23 добре познати останки от свръхнови в Млечния път и в Големия Магеланов облак, те са очертали ясна тенденция в пика на рентгеновото излъчване от едно специфично енергийно състояние на железния атом. Тази светлина, произведена от останките от колапсирали звезди е със значително по-висока температура, отколкото желязото в останките от "тип Ia" свръхнови. По този начин, техниката предоставя ясен и бърз начин за класифициране на останките.

Учените обясняват това разминаване в енергиите заради предварителните условия или околната среда съществувала преди експлозията. Масивните звезди произвеждат мощни изходящи потоци от газ, наречени звездни ветрове, през целия си живот. Когато една такава звезда експлодира, нейните отломки взаимодействат с тези изходящи потоци. Резултатът е достигането до по-високи температури и съответно по-силно йонизиране на железните атоми. По-леките звезди, които произвеждат белите джуджета, като нашето Слънце, се отличават с по-малко интензивни звездни ветрове. По този начин типа Ia свръхнови експлодират в по-чиста околна среда. Чрез взаимодействие с по-малко околозвезден материал, тип Iа останките не се нагряват толкова, и следователно съдържат по-хладни и по-малко йонизирани железни атоми.

Така, останките от свръхнови записват и условията на заобикалящата ги среда, което позволява на астрономите да изследват предварително експлозията. Нещо повече, новата техника дори позволява да се измери количеството на околозвездния материал и около двата типа експлозии, което ще помогне на учените да усъвършенстват конкретните сценарии, водещи до звездните унищожения.

Пълният потенциал на новия метод обаче, ще се достигне, когато заработят новият клас рентгенови мисии, като "Astro-H", планирана да започне в края на 2015 година. Тези инструменти, освен в нашата, ще бъдат способни също да проучват и множеството останки в най-близките до нас галактики, което драстично ще увеличи нашето разбиране на двата класа звездни експлозии.

Увеличаване Тази диаграма показва подреждането на останките от свръхнови спрямо енергията на рентгеновите емисии от железните атоми. Ясно се отличава разделението между по-хладните останки от "тип Ia" свръхнови и горещите останки от звездни колапси. Сивите линии показват степента на несигурност. Image Credit: NASA's Goddard Space Flight Center