Одна из самых больших тайн в астрономии – как взрываются звезды при взрывах сверхновых, – наконец-то, раскрыта с помощью орбитальной обсерватории НАСА “NuSTAR” (NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array), работающей в жестком рентгеновском диапазоне.





Обсерватория жесткого рентгеновского излучения создала первую карту радиоактивных веществ, которые обнаружены в остатках сверхновой. Результаты наблюдений, полученные для остатков под названием Кассиопеи А (Cassiopeia A (Cas A)), позволяют выяснить, как под воздействием ударных волн, вероятно, происходит разрыв на части умирающих массивных звезд.

"Звезды представляют собой сферические шары газа, и поэтому вы, возможно, полагаете, что когда они завершают свой жизненный путь и взрываются, то это может выглядеть как мощное равномерное расширение объема шара",– начинает полемику Фиона Харрисон (Fiona Harrison), научный руководитель программы “NuSTAR”, работающая в Калифорнийском технологическом институте (Калтехе) в Пасадене. "Наши новые результаты демонстрируют, как происходит деформация в центральной части взрыва, или ядре, возможно, по той причине, что внутренние области, в буквальном смысле, расплескиваются, прежде чем произойдет взрыв".

Харрисон является соавтором научной статьи, в которой приводятся результаты исследования, представленной в выпуске журнала Nature от 20 февраля.

[показать]
Это первая карта радиоактивности, зарегистрированной в остатках сверхновой, разбросанные остатки взорвавшейся массивной звезды. Синим цветом показан радиоактивный материал, зафиксированный на карте в жестком рентгеновском диапазоне с помощью “ NuSTAR”.
Авторы снимка: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO

Объект Cas A образовался, когда массивная звезда взорвалась как сверхновая, оставляя после себя компактный звездный “труп” и разбросанные в разные стороны остатки. Свет от взрыва достиг Земли несколько сотен лет тому назад, поэтому мы наблюдаем звездные остатки относительно свежими и молодыми.

[показать]
“NuSTAR” дополняет данные предыдущих наблюдений остатков сверхновой Кассиопеи А (красный и зеленый), создавая первые карты радиоактивного материала, вкованного в огненно-красный ореол взрыва (синий).
Авторы снимка: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO

Сверхновые засевают Вселенную множеством элементов, включая золото в ювелирные украшения, кальций в кости и железо в кровь. В то время как небольшие звезды, такие как наше Солнце, умирают в меньшей степени насильственной смертью, звезды с массами, почти в восемь раз и более превосходящими массу нашего Солнца, взрываются как сверхновые. Высокие температуры и частицы, порождаемые взрывом, приводят к сплавлению легких элементов и образованию более тяжелых элементов.

[показать]
“NuSTAR” – это первый телескоп, который обладает способностью создавать карты радиоактивных элементов, регистрируемых в остатках сверхновых. В данном случае, таким элементом является титан-44, который имеет нестабильное ядро, синтезированное в ядре взорвавшейся звезды.

На карте Cas A, созданной “NuSTAR”, показан титан, сконцентрированный в виде скоплений (групп) в центре остатка сверхновой, что, возможно, позволит приподнять завесу над тайной, как звезда встретила свою смерть. В компьютерных моделях, используемых исследователями для воспроизведения взрывов сверхновых, когда массивная звезда умирает и коллапсирует, основная ударная волна зачастую теряет скорость (до состояния “сваливания”), при этом звезда не может разорваться на части.

Последние полученные данные дают веские основания предполагать, что взрывающаяся звезда буквально “расплескивается”, обеспечивая новый импульс свалившейся взрывной волне и, в конечном счете, обеспечивая звезде возможность сбросить ее внешние оболочки.

"Имея такой телескоп как “NuSTAR”, мы располагаем новейшим “следственным” инструментом для исследования взрыва",– утверждает ведущий автор статьи Брайан Грефенштетт ( Brian Grefenstette) из Калифорнийского технологического института. "Ранее было сложно объяснить, что происходит в объекте Cas A, потому что материал, который мы могли видеть, светился в рентгеновских лучах, только когда происходил его нагрев. Теперь, когда мы можем видеть радиоактивное вещество, которое светится в рентгеновском диапазоне независимо ни от чего, мы получаем более полную картину того, что происходит в самом ядре взрыва".

Карта “NuSTAR” заставляет усомниться в других моделях взрывов сверхновых, в которых звезда быстро вращается непосредственно перед своей смертью и выбрасывает узкие струи (джеты) газа, которые запускают механизм взрыва звезды. Хотя следы джетов ранее фиксировались в окрестностях Cas A, нет никакой информации о том, могли ли они быть пусковыми устройствами взрыва. “NuSTAR” не видел титана, являющегося, по сути, радиоактивным пеплом взрыва, в узких областях, соответствующих расположению джетов, следовательно, джеты не являются пусковыми устройствами взрыва.

"Вот потому-то мы и построили «NuSTAR»",– сообщает Пол Герц (Paul Hertz), руководитель астрофизического отдела НАСА в Вашингтоне. "Чтобы обнаружить то, чего мы никогда не знали и даже не предполагали во Вселенной жесткого рентгеновского излучения".

Исследователи продолжат изучать случай драматического взрыва, приведший к образованию остатков сверхновой Cas A. Столетия, прошедшие после ее смерти, оставили отпечатки на нашем звездном небе, но до сих пор эти остатки сверхновой продолжают озадачивать ученых.

© Авторское право (c) NASA http://www.nasa.gov/jpl/nustar/supernova-explosion-20140219/#.UyElF_l_tqW
Переводчик: Дорохова Елена http://www.astrogorizont.com/content/read-vzryv_zvezdy




http://www.nebulacast.com/2014/02/blog-post_21.html