REKLÁM

Szupernova esemény bármikor megtörténhet otthoni galaxisunkban

A közelmúltban publikált tanulmányokban a kutatók évszázadonként 1.63 ± 0.46 eseményre becsülték a szupernóva-mag összeomlásának arányát a Tejútrendszerben. Ezért, tekintettel az utolsó szupernóva-eseményre, az SN 1987A-t 35 éve, 1987-ben figyelték meg, a következő szupernóva-esemény a Tejútrendszerben a közeljövőben bármikor várható. 

Egy csillag és szupernóva életútja  

Évmilliárdok időskáláján, csillagok életútjukon mennek keresztül, megszületnek, megöregednek és végül elpusztulnak a robbanásban, majd a csillaganyagok porként vagy felhőként a csillagközi térbe való szétszóródásával.  

A csillagok élete egy ködben (por, hidrogén, hélium és más ionizált gázok felhőjében) kezdődik, amikor egy óriási felhő gravitációs összeomlása protocsillagot eredményez. Ez tovább növekszik a gáz és a por felszaporodásával, amíg el nem éri végső tömegét. A csillag végső tömege határozza meg az élettartamát, valamint azt, hogy mi történik a csillaggal élete során.  

Minden csillag magfúzióból nyeri energiáját. A zónában égő nukleáris üzemanyag erős kifelé irányuló nyomást hoz létre a magas maghőmérséklet miatt. Ez kiegyenlíti a befelé irányuló gravitációs erőt. Az egyensúly megbomlik, ha a magban lévő üzemanyag kifogy. A hőmérséklet csökken, a külső nyomás csökken. Ennek eredményeként a befelé irányuló szorítás gravitációs ereje dominánssá válik, ami a mag összehúzódására és összeomlására kényszeríti. Hogy végül milyen lesz egy csillag összeomlása után, az a csillag tömegétől függ. A szupermasszív csillagok esetében, amikor a mag rövid időn belül összeomlik, hatalmas lökéshullámokat hoz létre. Az erős, világító robbanást szupernóvának nevezik.  

Ez az átmeneti csillagászati ​​esemény egy csillag utolsó evolúciós szakaszában következik be, és szupernóva-maradványt hagy maga után. A csillag tömegétől függően a maradvány neutroncsillag vagy fekete lyuk lehet.   

SN 1987A, az utolsó szupernóva  

Az utolsó szupernóva-esemény az SN 1987A volt, amelyet 35 évvel ezelőtt, 1987 februárjában láttak a déli égbolton. Ez volt az első ilyen szabad szemmel látható szupernóva-esemény Kepler 1604-es óta. A közeli Nagy Magellán-felhőben található. Tejút) volt az egyik legfényesebben felrobbanó csillag az elmúlt több mint 400 évben, amely több hónapon át 100 millió nap erejével lángolt, és egyedülálló lehetőséget biztosított a csillagok halála előtti, alatti és utáni fázisok tanulmányozására.  

A szupernóva tanulmányozása fontos  

A szupernóva tanulmányozása több szempontból is hasznos, például az űrbeli távolságok mérésében, a táguló univerzum megértésében és a csillagok természetében, mint az összes olyan elem gyárában, amelyek minden elemét (beleértve minket is) a világegyetemben megtalálják. A magfúzió eredményeként (könnyebb elemekből) a csillagok magjában keletkezett nehezebb elemek, valamint a mag összeomlása során újonnan keletkező elemek szupernóva-robbanáskor szétoszlanak az űrben. A szupernóvák kulcsszerepet játszanak az elemek elosztásában a világegyetemben.  

Sajnos a múltban nem volt sok lehetőség a szupernóva-robbanás közeli megfigyelésére és tanulmányozására. Az otthoni Tejútrendszeren belüli szupernóva-robbanás alapos megfigyelése és tanulmányozása figyelemre méltó lenne, mert ilyen körülmények között a vizsgálatot soha nem lehetne elvégezni a Földön lévő laboratóriumokban. Ezért feltétlenül észlelni kell a szupernóvát, amint az elkezdődik. De honnan lehet tudni, hogy mikor kezdődik egy szupernóva-robbanás? Van-e korai figyelmeztető rendszer a szupernóva-robbanás megakadályozására?  

A neutrínó, a szupernóva-robbanás jeladója  

Körülbelül az életút vége felé, amikor a csillagból kifogynak a könnyebb elemek, mint az őt meghajtó magfúzió üzemanyaga, a befelé irányuló gravitációs nyomás dominál, és a csillag külső rétegei elkezdenek befelé esni. A mag elkezd összeomlani, és néhány ezredmásodperc alatt a mag annyira összenyomódik, hogy az elektronok és protonok egyesülve neutronokká alakulnak, és minden képződő neutronhoz egy neutrínó szabadul fel.  

Az így képződött neutronok protoneutroncsillagot alkotnak a csillag magjában, amelyre a csillag többi része intenzív gravitációs tér hatására lezuhan, és visszapattan. A keletkezett lökéshullám széteszi a csillagot, az egyetlen magmaradványt (a csillag tömegétől függően egy neutroncsillagot vagy egy fekete lyukat) hátrahagyva, a csillag többi része pedig szétszóródik a csillagközi térben.  

A hatalmas kitörés neutrínók a gravitációs mag-összeomlás eredményeként keletkezett, az anyaggal való nem interaktív természete miatt akadálytalanul kiszökött a világűrbe. A gravitációs kötési energia körülbelül 99%-a neutrínóként távozik (megelőzve a mezőben rekedt fotonokat), és a szupernóva-robbanást akadályozó jelzőfényként működik. Ezeket a neutrínókat a Földön a neutrínó-obszervatóriumok rögzíthetik, amelyek viszont korai figyelmeztetésként szolgálnak a szupernóva-robbanás lehetséges optikai megfigyelésére.  

A kiszabaduló neutrínók egyedi ablakot adnak egy felrobbanó csillag belsejében végbemenő szélsőséges eseményekbe, amelyek hatással lehetnek az alapvető erők és elemi részecskék megértésére.  

Szupernova korai figyelmeztető rendszer (ÚJ)  

Az utolsó megfigyelt mag-összeomlás szupernóva (SN1987A) idején a jelenséget szabad szemmel figyelték meg. A neutrínókat két vízi Cherenkov detektor, a Kamiokande-II és az Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) kísérlet detektálta, amelyek 19 neutrínó kölcsönhatási eseményt figyeltek meg. A neutrínók észlelése azonban jelzőfényként vagy riasztásként működhet, akadályozva a szupernóva optikai megfigyelését. Ennek eredményeként a különböző obszervatóriumok és csillagászok nem tudtak időben intézkedni az adatok tanulmányozása és összegyűjtése érdekében.  

1987 óta a neutrínócsillagászat sokat fejlődött. Most már működik az SNWatch szupernóva-riasztó rendszer, amely úgy van programozva, hogy riasztást adjon a szakértőknek és az érintett szervezeteknek egy esetleges szupernóva-észlelésről. Világszerte létezik egy neutrínó-megfigyelő központ, a Supernova Early Warning System (SNEWS) nevű hálózat, amely egyesíti a jeleket, hogy javítsa az észlelés megbízhatóságát. Minden szokásos tevékenységről az egyes detektorok értesítenek egy központi SNEWS szervert. Ezenkívül a SNEWS a közelmúltban átesett a SNEWS 2.0-ra, amely alacsonyabb megbízhatóságú riasztásokat is eredményez.  

Közelgő szupernóva a Tejútban   

Az egész világon elterjedt neutrínó-obszervatóriumok célja az otthoni galaxisunkban található csillagok gravitációs magjának összeomlásából származó neutrínók első észlelése. Sikerük tehát nagymértékben függ a szupernóva-mag összeomlásának sebességétől a Tejútrendszerben. 

A közelmúltban publikált tanulmányokban a kutatók 1.63 évenként 0.46 ± 100 eseményre becsülték a szupernóva-mag összeomlásának arányát a Tejútrendszerben; századonként nagyjából egy-két szupernóva. Ezenkívül a becslések azt sugallják, hogy a Tejútrendszerben a szupernóva mag-összeomlása közötti idő 47 és 85 év között lehet.  

Ezért, tekintettel az utolsó szupernóva-eseményre, az SN 1987A-t 35 évvel ezelőtt figyelték meg, a következő szupernóva-esemény a Tejútrendszerben a közeljövőben bármikor várható. A korai kitörések észlelésére hálózatba kötött neutrínómegfigyelők és a továbbfejlesztett Szupernóva Korai Figyelmeztető Rendszer (SNEW) révén a tudósok közelről megvizsgálhatják a haldokló csillag szupernóva-robbanásához kapcsolódó következő extrém eseményeket. Ez egy nagy jelentőségű esemény és egyedülálló lehetőség egy csillag halála előtti, alatti és utáni fázisok tanulmányozására az univerzum jobb megértése érdekében.  

  *** 

Források:  

  1. A tűzijáték galaxis, NGC 6946: Mitől olyan különleges ez a galaxis? Tudományos európai. Feladás dátuma: 11. január 2021. Elérhető: http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/  
  1. Scholberg K. 2012. Szupernóva Neutrino Detection. Preprint axRiv. Elérhető https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf  
  1. Kharusi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: egy következő generációs szupernóva korai előrejelző rendszer több üzenetküldős csillagászathoz. New Journal of Physics, 23. évfolyam, 2021. március 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33 
  1. Rozwadowskaab K., Vissaniab F. és Cappellaroc E., 2021. On the rate of core collapse supernovae in the milkyway. New Astronomy 83. kötet, 2021. február, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv elérhető: https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf  
  1. Murphey, CT, et al 2021. Tanúi a történelemnek: a szabad szemű Tejútrendszer szupernóváinak az égbolt eloszlása, észlelhetősége és gyakorisága. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 507. kötet, 1. szám, 2021. október, 927–943. oldal, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Elérhető: https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf 

*** 

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

A koronavírus levegőben történő terjedése: Az aeroszolok savassága szabályozza a fertőzőképességet 

A koronavírusok és az influenzavírusok érzékenyek a...

A mérsékelt alkoholfogyasztás csökkentheti a demencia kockázatát

Lájkold, ha tetszett a videó, iratkozz fel a Scientific...

A ketonok lehetséges terápiás szerepe az Alzheimer-kórban

Egy nemrégiben végzett 12 hetes kísérlet, amely egy normál szénhidráttartalmú...
- Reklám -
94,882VentilátorokMint
47,770KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás