Что такое сверхновая? Что кроется за умирающими звездами

Что такое сверхновая? Конечно, это больше, чем просто взрыв, который происходит при смерти звезды.

Что такое сверхновая? Именно так можно себе представить смерть звезды.
Что такое сверхновая? Именно так можно себе представить смерть звезды. © imago images / zuma wire

Еще 10-20 лет назад, когда у астрофизиков не было лучшего ответа на вопрос «что такое сверхновая?», уже было ясно: сверхновые можно проследить во вселенной до состояния белых карликов. При этом материя от более крупной в паре звезды-соседки поглощается, и как только достигается определенная масса, звезда закачивает свое существование взрывом. Выделяется сияние, которое можно использовать даже для расчета расстояний в космосе. Но сегодня мы твердо уверены: сверхновые намного сложнее, чем это предполагалось изначально.

Что такое сверхновая? Возможны разные сценарии


Хотя так называемые белые карлики зачастую причастны к тому, что мы имеем в виду под сверхновыми, они все же объясняют это явление лишь частично. Потому что взрывы звезд в космосе имеют не одну, а несколько разных причин. И исследование Института астрономии Макса Планка как раз и показывает, как в нашем Млечном Пути возникали сверхновые. Оказалось, что лишь некоторые из них вели себя по схеме Ia, в которой белый карлик обогащается звездным веществом. Но что же тогда такое сверхновая на самом деле?


Давайте рассмотрим пошаговый подход: белый карлик - это выгоревшее солнце. Оно состоит только из углерода и кислорода. Сначала звезда раздувается до размеров красного гиганта, а затем коллапсирует в виде компактной сферы. При этом электроны сопротивляются дальнейшему сжатию. И белый карлик, масса которого достигает 1,4 солнечной массы, уже не может сопротивляться. После этого следует коллапс: образуется сверхновая, заполняющая своей энергией и излучением все пространство вокруг себя.


Сверхновая типа Ia

Спектр SN 1998aq, сверхновой типа Ia, один день после максимума света в полосе B
Спектр SN 1998aq, сверхновой типа Ia, один день после максимума света в полосе B

Индийский астрофизик Субраманян Чандрасекар открыл предел массы белых карликов. Это означает: сверхновые типа Ia всегда коллапсируют с той же самой величиной массы. Вместе с тем, в космос выбрасывается такое же самое количество радиации. Следовательно, эти звездные взрывы стали в астрономии своего рода космическим мерилом. То есть, чем более темным предстает сверхновая, тем дальше от нас она находится.


Используя сверхновые типа Ia, космологи могут вычислить размеры вселенной. Также по этим взрывам в космосе можно проследить и присутствие темной энергии. Но поскольку вселенная является пространством не только для одного вида звездных взрывов, вопрос «что такое сверхновая?» объяснить не так уж и просто.


Вселенная предлагает множество исключений


В космосе есть и другие пары: например, два белых карлика также могут сливаться друг с другом. Это ведет к накоплению бо́льшей массы. И если они взорвутся, сверхновая будет довольно сильной. Но имеет место также особый случай, когда звезды взрываются еще до того, как достигают предела своей массы. Это тот случай, когда на поверхности накапливается гелий. И тогда происходит небольшой взрыв с низкой яркостью.


Исследователям сложно сказать, как часто возникают эти особые случаи, поскольку они обычно обнаруживаются уже только во время взрыва. И тогда уже трудно распознать по изображениям телескопа исходную систему. Иногда ответ на это дают остатки сверхновых. Однако в непосредственной близости от нас осталось лишь малое количество остатков таких взрывов.

Химические элементы для возрождения прошлого


Исследователи из Гейдельберга провели поиск химических элементов, образующихся в сверхновой. Особое значение придавалось элементу марганцу. Ибо образуется он только вследствие взрыва


• белых карликов при достижении массы Чандрасекара,


• сверхновых типа 2, когда коллапсирует одиночная звезда-гигант.


Для оценки количества марганца использовались 42 звезды в нашей галактике Млечный Путь, что позволило получить информацию о былых сверхновых. Ученые удивились тому, что в светилах содержалось меньше марганца, чем ожидалось. Поэтому исследователи пришли к выводу, что классических взрывов было меньше. Считается, что около 75 процентов сверхновых типа Ia произошло по достижении массы Чандрасекара.


Вывод: сверхновая - это не просто сверхновая


Как видите, ответ на вопрос «что такое сверхновая?» намного сложнее и увлекательнее, чем вы думаете. И их разные формы делают звездные взрывы такими разными. Тем не менее, каждый из них является драгоценной питательной средой для науки, потому что, благодаря им, может быть еще лучше проверено на правильность то, что предполагалось ранее.




Просмотров: 20Комментариев: 0