Во неодамна објавените трудови, истражувачите процениле дека стапката на колапс на јадрото на суперновата во Млечниот Пат е 1.63 ± 0.46 настани на век. Затоа, со оглед на последниот настан на супернова, SN 1987A беше забележан пред 35 години во 1987 година, следниот настан на супернова на Млечниот Пат може да се очекува во секое време во блиска иднина.
Животен тек на а ѕвезда и супернова
На временска скала од милијарди години, ѕвезди поминуваат низ животен тек, се раѓаат, стареат и конечно умираат со експлозија и последователно растурање на ѕвездени материјали во меѓуѕвездени простор како прашина или облак.
Theивотот на а ѕвезда започнува во маглина (облак од прашина, водород, хелиум и други јонизирани гасови) кога гравитациониот колапс на џиновски облак доведува до протоѕвезда. Ова продолжува понатаму да расте со акредитација на гас и прашина додека не ја достигне својата конечна маса. Конечната маса на ѕвезда го одредува нејзиниот животен век, како и што се случува со ѕвездата во текот на нејзиниот живот.
сите ѕвезди ја добиваат својата енергија од нуклеарна фузија. Нуклеарното гориво што гори во јадрото создава силен надворешен притисок поради високата температура на јадрото. Ова ја балансира внатрешната гравитациона сила. Рамнотежата се нарушува кога горивото во јадрото ќе истече. Температурата паѓа, надворешниот притисок се намалува. Како резултат на тоа, гравитационата сила на стискањето навнатре станува доминантна, принудувајќи го јадрото да се собира и колабира. Која ѕвезда конечно ќе заврши како по колапсот зависи од масата на ѕвездата. Во случај на супермасивни ѕвезди, кога јадрото ќе се сруши за краток временски период, тоа создава огромни ударни бранови. Моќната, светла експлозија се нарекува супернова.
Овој минлив астрономски настан се случува за време на последната еволутивна фаза на ѕвезда и остава зад себе остаток од супернова. Во зависност од масата на ѕвездата, остатокот може да биде неутронска ѕвезда или а Црна дупка.
SN 1987A, последната супернова
Последниот настан на супернова беше SN 1987A кој беше виден на јужното небо пред 35 години во февруари 1987 година. Тоа беше првиот таков настан на супернова видлив со голо око од Кеплеровиот во 1604 година. Се наоѓа во блискиот Голем Магеланов Облак (сателит галаксија на Млечниот Пат), таа беше една од најсветлите ѕвезди кои експлодираа видена во повеќе од 400 години, која блескаше со моќта на 100 милиони сонца неколку месеци и даде единствена можност да се проучат фазите пред, за време и по смртта на ѕвезда.
Проучувањето на супернова е важно
Проучувањето на супернова е корисно на неколку начини, како што е мерењето на растојанија простор, разбирање на проширување универзумот и природата на ѕвездите како фабрики на сите елементи кои прават сè (вклучувајќи и нас) да се најде во универзумот. Потешките елементи формирани како резултат на нуклеарна фузија (на полесни елементи) во јадрото на ѕвездите, како и новосоздадените елементи за време на колапсот на јадрото се дистрибуираат низ простор за време на експлозија на супернова. Суперновите играат клучна улога во дистрибуцијата на елементите низ целиот свет универзумот.
За жал, немаше многу можности во минатото да се набљудува и внимателно да се проучува експлозијата на супернова. Внимателно набљудување и проучување на експлозијата на супернова во нашиот дом галаксија Млечниот Пат би бил извонреден бидејќи студијата под тие услови никогаш не би можела да се спроведе во лаборатории на Земјата. Оттука и императивот да се открие суперновата веднаш штом ќе започне. Но, како ќе се знае кога ќе започне експлозија на супернова? Дали постои систем за рано предупредување за попречување на експлозија на супернова?
Неутрино, светилникот на експлозијата на супернова
При крајот на животниот тек, додека ѕвездата снема полесни елементи како гориво за нуклеарната фузија што ја напојува, доминира гравитациското притискање навнатре и надворешните слоеви на ѕвездата почнуваат да паѓаат навнатре. Јадрото почнува да се урива и за неколку милисекунди јадрото толку се компресира што електроните и протоните се комбинираат за да формираат неутрони и се ослободува неутрино за секој формиран неутрон.
Така формираните неутрони сочинуваат прото-неутронска ѕвезда во јадрото на ѕвездата врз која остатокот од ѕвездата паѓа под интензивно гравитационо поле и се враќа назад. Создадениот ударен бран ја дезинтегрира ѕвездата оставајќи го единственото јадро кое останува (неутронска ѕвезда или а Црна дупка во зависност од масата на ѕвездата) зад и остатокот од масата на ѕвездата се распрснува во меѓуѕвездена простор.
Огромниот рафал на неутрина произведени како резултат на гравитационото јадро-колапс бегство во надворешниот простор непречен поради неговата неинтерактивна природа со материјата. Околу 99% од гравитациската врзувачка енергија бега како неутрина (пред фотоните кои се заробени во полето) и делува како светилник за попречување на експлозијата на супернова. Овие неутрина можат да бидат фатени на земјата од опсерваториите на неутрино кои пак дејствуваат како рано предупредување за можно оптичко набљудување на експлозија на супернова наскоро.
Неутрината што избега, исто така, обезбедуваат уникатен прозорец кон екстремни случувања во внатрешноста на ѕвезда што експлодира што може да има импликации во разбирањето на основните сили и елементарните честички.
Систем за рано предупредување за супернова (SNEW)
Во времето на последната набљудувана супернова со колапс на јадрото (SN1987A), феноменот беше забележан со голо око. Неутрината беа откриени со два водни детектори Черенков, Камиоканде-II и експериментот Ирвин-Мичиген Брукхавен (IMB) кој забележа 19 настани на интеракција на неутрино. Сепак, откривањето на неутрина може да дејствува како светилник или аларм за попречување на оптичкото набљудување на суперновата. Како резултат на тоа, различни опсерватории и астрономи не можеа да дејствуваат на време за да проучуваат и собираат податоци.
Од 1987 година, астрономијата на неутрино многу напреднала. Сега е поставен системот за предупредување за супернова SNWatch кој е програмиран да ги алармира експертите и релевантните организации за можна појава на супернова. И, постои мрежа на опсерватории за неутрино низ целиот свет, наречена Supernova Early Warning System (SNEWS) кои комбинираат сигнали за да ја подобрат довербата во детекцијата. Секоја вообичаена активност се известува до централниот SNEWS сервер со поединечни детектори. Понатаму, SNEWS беше подложен на надградба на SNEWS 2.0 неодамна, што исто така произведува предупредувања со помала доверба.
Непосредна супернова во Млечниот пат
Опсерваториите за неутрино распространети низ целиот свет имаат за цел прво откривање на неутрина кои произлегуваат од колапсот на гравитационото јадро на ѕвездите во нашиот дом галаксија. Според тоа, нивниот успех е многу зависен од стапката на колапс на јадрото на суперновата во Млечниот Пат.
Во неодамна објавените трудови, истражувачите процениле дека стапката на колапс на јадрото на суперновата во Млечниот Пат е 1.63 ± 0.46 настани на 100 години; приближно околу една до две супернови на век. Понатаму, проценките сугерираат дека временскиот интервал помеѓу колапсот на јадрото на суперновата во Млечниот Пат би можел да биде помеѓу 47 и 85 години.
Затоа, со оглед на последниот настан на супернова, SN 1987A беше забележан пред 35 години, следниот настан на супернова на Млечниот Пат може да се очекува во секое време во блиска иднина. Со мрежните опсерватории за неутрино за откривање на раните експлозии и надградениот систем за рано предупредување за супернова (SNEW), научниците ќе бидат во позиција одблизу да ги разгледаат следните екстремни случувања поврзани со експлозија на супернова на ѕвезда што умира. Ова би бил важен настан и единствена можност да се проучат фазите пред, за време и по смртта на ѕвездата за подобро разбирање на универзумот.
***
Извори:
- Огнометот Галакси, NGC 6946: Што го прави ова Галакси толку посебно? Научен европски. Објавено на 11 јануари 2021 година. Достапно на http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Откривање на неутрино на супернова. Предпечатење axRiv. Достапно на https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Каруси С Ал, и сор 2021. SNEWS 2.0: систем за рано предупредување за супернова од следната генерација за астрономија со повеќе гласници. Нов весник на физика, том 23, март 2021 година. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., and Cappellaroc E., 2021. За стапката на колапс на јадрото на супернови на млечниот пат. Нов астрономски том 83, февруари 2021 година, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Предпечатење axRiv достапно на https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Марфи, КТ, и сор 2021. Историја на сведоци: дистрибуција на небото, забележливост и стапки на супернови на Млечниот Пат со голо око. Месечни известувања на Кралското астрономско друштво, том 507, број 1, октомври 2021 година, страници 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Предпечатење axRiv Достапно на https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
