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.
Életútja a csillag & szupernóva
Évmilliárdok időskáláján, csillagok életpályán mennek keresztül, megszületnek, megöregednek és végül meghalnak robbanásban, majd a csillaganyag szétszóródása következtében a csillagközi rendszerekbe. hely porként vagy felhőként.
Az élete a csillag 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 végső tömeg a csillag meghatározza annak élettartamát, valamint azt, hogy mi történik a csillaggal élete során.
Minden termék csillagok magfúzióból nyerik energiájukat. 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 maradék lehet neutroncsillag vagy a fekete lyuk.
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 (egy műhold) található. Galaxy a Tejútrendszer egyik legfényesebb felrobbanó csillaga volt több mint 400 éve, amely több hónapon át 100 millió nap erejével lángolt, és egyedülálló lehetőséget biztosított a halál előtti, alatti és utáni fázisok tanulmányozására. csillag.
A szupernóva tanulmányozása fontos
A szupernóva tanulmányozása több szempontból is hasznos, például a távolságok mérésében hely, a bővülés megértése világegyetem és a csillagok természete, mint az összes elem gyárai, amelyek mindent (beleértve minket is) tartalmaznak világegyetem. A magfúzió eredményeként (könnyebb elemekből) a csillagok magjában keletkező nehezebb elemek, valamint a mag összeomlása során újonnan keletkező elemek szétoszlanak hely szupernóva-robbanás során. A szupernóvák kulcsszerepet játszanak az elemek elosztásában világegyetem.
Sajnos a múltban nem volt sok lehetőség a szupernóva-robbanás közeli megfigyelésére és tanulmányozására. A szupernóva-robbanás alapos megfigyelése és tanulmányozása otthonunkban Galaxy A Tejút azért lenne figyelemreméltó, 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, így az egyetlen magmaradvány (neutroncsillag vagy a fekete lyuk a csillag tömegétől függően) mögött és a többi csillag tömege csillagközivé oszlik szét hely.
A hatalmas kitörés neutrínók a gravitációs mag-összeomlás eredményeként keletkezik a külsőbe való menekülés következtében hely akadálytalanul az anyaggal való interaktív jellege miatt. 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 otthonunkban lévő csillagok gravitációs magjának összeomlásából származó neutrínók első észlelése Galaxy. 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 kapcsolt neutrínó-megfigyelők és a továbbfejlesztett Szupernóva Korai Figyelmeztető Rendszer (SNEW) révén a tudósok közelebbről megvizsgálhatják a haldokló csillag szupernóva-robbanásához kapcsolódó következő extrém eseményeket. Ez egy nagy jelentőségű esemény és egyedülálló lehetőség lenne egy csillag halála előtti, alatti és utáni fázisok tanulmányozására, hogy jobban megértsük világegyetem.
***
Források:
- A tűzijáték galaktika, NGC 6946: Mi teszi ezt galaktika annyira különleges? 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/
- Scholberg K. 2012. Szupernóva Neutrino Detection. Preprint axRiv. Elérhető https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- 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
- 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
- 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
***
