Първата радиоактивна карта на останка от свръхнова
Мисия: NuSTAR

---

Увеличаване Това е първата радиоактивна карта на останката от свръхнова "Касиопея А". Данните от NuSTAR, които показват високо енергийни рентгенови емисии излъчвани от радиоактивните материали са показани в синьо. По-ниско енергичното лъчение от не-радиоактивни материали, заснети по-рано от "Чандра" са представени в червено, жълто и зелено. Чрез картографиране на изотопа "титан-44", астрономите получават пряк поглед към това, което се е случило в ядрото на звездата. Тези данни допълват предишни наблюдения от Чандра, които показват елементи като желязото, които се нагряват от шоковите вълни по-далеч от центъра на останката. Всъщност желязото е представено в червено, зеленото показва горещ силиций и магнезий. Жълтото представлява набор от всякакви рентгенови лъчи с вариращи енергии. Титан- 44 е показан в синьо и фактът че той се концентрира в бучки подкрепя теорията известна като "лека асиметрия". При нея свръхновата се взривява като обикновена бомба създавайки само една шокова вълна, която помита външните слоеве на звездата. Image credit: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO

Една от най-големите мистерии в астрономията, как звездите се взривяват в експлозии на свръхнови, най-накрая се разплита благодарение на космическият телескоп "Nuclear Spectroscopic Telescope Array" (NuSTAR).

NuSTAR е високо - енергийна рентгенова обсерватория и сега този инструмент е създал първата карта на радиоактивната материя в останката от свръхнова "Касиопея A" (Cas A). Резултатите разкриват как шоковите вълни са разкъсали умиращата звезда. Тази останка се намира на 11 000 светлинни години от Земята и тя се е случила преди 350 години. Всъщност взрива е протекъл преди 11 350 години, но първите 11 000 години не се броят, през всичкото това време светлината само е пътувала към нас.

Звездите най-общо представляват сферични топки от газ. Съвсем интуитивното усещане е, че когато настъпи експлозията, тази топка от газ се разлита равномерно но с голяма сила в космоса. Учените постепенно са се отказали от този прост модел, съставяйки сложни модели, които водят началото си от ядрата на звездите. Сега новите изследвания от "NuSTAR", всъщност показват, че масивните звезди умират по простия интуитивен начин, като слоевете се разлитат равномерно във всички посоки.

Експлозиите на свръхнови са едно от най-важните неща във Вселената. Когато тези катаклизми се случват, от техните огньове се раждат всички познати химически елементи. Малките звезди, като нашето Слънце умират бавно и постепенно. Но тази продължителна смърт е невъзможна за звезди, с около осем пъти повече маса. Те се взривяват мигновено и изливат в космоса колосални количества енергия. Тази енергия е толкова голяма, че малките частици почти не чувстват електромагнитното отблъскване, което им позволява да се слепват и да формират ядрата на всички химически елементи и техните изотопи, включително и радиоактивните.

NuSTAR е първият телескоп, който е в състояние да картографира новопроизведените радиоактивни елементи в останките от свръхнови. Сега, обект на изследване в Cas A е нестабилният изотоп "титан 44".

Картата от NuSTAR показва концентрация на това вещество в отделни бучки, които са симетрично разположени спрямо центъра на останката, което до голяма степен разнищва тайната как звездата е претърпяла своя крах. Когато учените симулират взривове на свръхнови с компютри, те предполагат, че някъде около ядрото настъпва енергийна нестабилност, а породената от нея шокова вълна често изтича съвсем хаотично навън и звездата не успява да се разбие равномерно. Ядрената физика предполага, че титан-44 трябва да се формира само в централните региони на звездата и ако хаотичният компютърен модел отговаря на истината, тогава този елемент трябва да е пренесен навсякъде и да се среща съвсем безразборно в останката след експлозията.

Но последните открития силно предполагат, че експлодираща звезда буквално се разлита наоколо по познатият ни интуитивен модел. NuSTAR е нещо като нов съдебен инструмент, който разследва експлозията. Преди него е било трудно да се тълкува това, което се случва в Cas A, защото интересната материя свети само в рентгенови лъчи. Това, което е видял телескопът е съвсем равномерно разпределение на титана подчиняващо се на една теория, която напълно изключва възможността за хаос при експлозията.

Картата от NuSTAR също хвърля съмнение върху други по-подредени модели описващи експлозиите. При тях, звездата точно преди да умре се свива и увеличава бързо оборотите си. Това позволява да стартират тесни потоци от газ, които карат звездата да се взриви. Въпреки, че остатъчни струи са забелязани около Cas A, за момента не е известно дали те са произведени от експлозията. Видяното от NuSTAR напълно изключва струите, които иначе биха също транспортирали титан далеч в космоса.

Благодарение на инструменти като "NuSTAR", учените продължат да разследват случая с драматичната експлозия на "Cas А", векове след нейната смърт.

Увеличаване Тези илюстрации показват развитието на взрив на свръхнова. Той започва когато масивна звезда е изразходила горивото си и нейното ядро по същество представлява свръхгорещо желязо. Когато това се случи, протица колосален взрив (в средата), който също създава голяма част от елементите. Всъщност всички елементи с пореден номер по-голям от желязото, като златото или урана се произвеждат сам от здривове от свръхнови. Накрая всичко това се превръща в една постепенно избледняваща структура, наречена от астрономите "останка от свръхнова". Сега, нови наблюдения от NuSTAR попълват няколко липсващи парчета от тази картина. Image credit: NASA/CXC/SAO/JPL-Caltech

---

• 2510
• 0
• Feb 20, 2014

---

Коментар