სუპერნოვას მოვლენა შეიძლება ნებისმიერ დროს მოხდეს ჩვენს სახლის გალაქტიკაში

ახლახან გამოქვეყნებულ ნაშრომებში მკვლევარებმა შეაფასეს სუპერნოვას ბირთვის კოლაფსის სიჩქარე ირმის ნახტომში 1.63 ± 0.46 მოვლენა საუკუნეში. ამიტომ, ბოლო ზეახალი მოვლენის გათვალისწინებით, SN 1987A დაფიქსირდა 35 წლის წინ, 1987 წელს, შემდეგი სუპერნოვას მოვლენა ირმის ნახტომში შეიძლება მოსალოდნელი იყოს უახლოეს მომავალში. 

ცხოვრების კურსი ა ვარსკვლავი & სუპერნოვა  

მილიარდობით წლის დროის მასშტაბით, ვარსკვლავები გაივლიან ცხოვრების კურსს, იბადებიან, ბერდება და ბოლოს კვდებიან აფეთქებით და ვარსკვლავთშორისი მასალების შემდგომ გაფანტვით. სივრცეში როგორც მტვერი ან ღრუბელი.  

სიცოცხლე ა ვარსკვლავი იწყება ნისლეულში (მტვრის, წყალბადის, ჰელიუმის და სხვა იონიზებული გაზების ღრუბელი), როდესაც გიგანტური ღრუბლის გრავიტაციული კოლაფსი წარმოშობს პროტოვარსკვლავს. ეს აგრძელებს ზრდას გაზისა და მტვრის დაგროვებით, სანამ არ მიაღწევს საბოლოო მასას. საბოლოო მასა ვარსკვლავი განსაზღვრავს მის სიცოცხლეს, ისევე როგორც რა ემართება ვარსკვლავს სიცოცხლის განმავლობაში.  

ყველა ვარსკვლავები იღებენ მათ ენერგიას ბირთვული შერწყმიდან. ბირთვული საწვავი, რომელიც იწვის ბირთვში, ქმნის ძლიერ გარეგნულ წნევას ბირთვის მაღალი ტემპერატურის გამო. ეს აბალანსებს შინაგან გრავიტაციულ ძალას. ბალანსი ირღვევა, როდესაც ბირთვში საწვავი ამოიწურება. ტემპერატურა ეცემა, გარე წნევა მცირდება. შედეგად, შინაგანი შეკუმშვის გრავიტაციული ძალა ხდება დომინანტი, რაც აიძულებს ბირთვს შეკუმშვას და კოლაფსს. რა ვარსკვლავი საბოლოოდ მთავრდება კოლაფსის შემდეგ, დამოკიდებულია ვარსკვლავის მასაზე. სუპერმასიური ვარსკვლავების შემთხვევაში, როდესაც ბირთვი მოკლე დროში იშლება, ის ქმნის უზარმაზარ დარტყმის ტალღებს. ძლიერ, მანათობელ აფეთქებას სუპერნოვა ეწოდება.  

ეს გარდამავალი ასტრონომიული მოვლენა ხდება ვარსკვლავის ბოლო ევოლუციური სტადიის დროს და ტოვებს სუპერნოვას ნარჩენებს. ვარსკვლავის მასიდან გამომდინარე, ნარჩენი შეიძლება იყოს ნეიტრონული ვარსკვლავი ან ა შავი ხვრელი.   

SN 1987A, ბოლო სუპერნოვა  

ბოლო სუპერნოვას მოვლენა იყო SN 1987A, რომელიც ნახეს სამხრეთ ცაზე 35 წლის წინ, 1987 წლის თებერვალში. ეს იყო პირველი ასეთი სუპერნოვას მოვლენა, რომელიც ხილული იყო შეუიარაღებელი თვალით კეპლერის შემდეგ 1604 წელს. მდებარეობს ახლომდებარე დიდ მაგელანის ღრუბელში (თანამგზავრი). galaxy ირმის ნახტომის), ეს იყო 400 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ნანახი ერთ-ერთი ყველაზე კაშკაშა ფეთქებადი ვარსკვლავი, რომელიც ანათებდა 100 მილიონი მზის ენერგიით რამდენიმე თვის განმავლობაში და უნიკალურ შესაძლებლობას აძლევდა შესწავლილიყო ფაზები სიკვდილის წინ, სიკვდილამდე და შემდეგ. ვარსკვლავი.  

სუპერნოვას შესწავლა მნიშვნელოვანია  

სუპერნოვას შესწავლა სასარგებლოა რამდენიმე გზით, როგორიცაა მანძილების გაზომვა სივრცეშიგაფართოების გაგება სამყარო და ვარსკვლავების ბუნება, როგორც ყველა ელემენტის ქარხნები, რომლებიც ყველაფერს (მათ შორის ჩვენ) ქმნიან სამყარო. ვარსკვლავების ბირთვში ბირთვული შერწყმის (მსუბუქი ელემენტების) შედეგად წარმოქმნილი მძიმე ელემენტები, ასევე ბირთვის კოლაფსის დროს ახლად შექმნილი ელემენტები ნაწილდება მთელს ტერიტორიაზე. სივრცეში სუპერნოვას აფეთქების დროს. სუპერნოვები მთავარ როლს ასრულებენ ელემენტების მთელ ტერიტორიაზე განაწილებაში სამყარო.  

სამწუხაროდ, წარსულში არ არსებობდა დიდი შესაძლებლობა სუპერნოვას აფეთქების დაკვირვებისა და შესწავლის მჭიდროდ. ჩვენს სახლში სუპერნოვას აფეთქების ახლო დაკვირვება და შესწავლა galaxy ირმის ნახტომი აღსანიშნავი იქნებოდა, რადგან ამ პირობებში კვლევა ვერასოდეს ჩატარდებოდა დედამიწის ლაბორატორიებში. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია სუპერნოვას აღმოჩენა მისი დაწყებისთანავე. მაგრამ, როგორ უნდა გაიგოთ, როდის დაიწყება სუპერნოვას აფეთქება? არის თუ არა რაიმე ადრეული გამაფრთხილებელი სისტემა სუპერნოვას აფეთქების შეფერხებისთვის?  

ნეიტრინო, სუპერნოვას აფეთქების შუქურა  

სიცოცხლის კურსის ბოლოს, როდესაც ვარსკვლავს ამოიწურება მსუბუქი ელემენტები, როგორც საწვავი ბირთვული შერწყმისთვის, რომელიც მას აძლიერებს, შინაგანი გრავიტაციული ბიძგი დომინირებს და ვარსკვლავის გარე ფენები იწყებს ცვენას შიგნით. ბირთვი იწყებს კოლაფსს და რამდენიმე მილიწამში ბირთვი იმდენად შეკუმშულია, რომ ელექტრონები და პროტონები გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან ნეიტრონებს და ნეიტრინო გამოიყოფა თითოეული წარმოქმნილი ნეიტრონისთვის.  

ამგვარად წარმოქმნილი ნეიტრონები წარმოადგენენ პროტო-ნეიტრონულ ვარსკვლავს ვარსკვლავის ბირთვში, რომელზედაც ვარსკვლავის დანარჩენი ნაწილი ეცემა ინტენსიური გრავიტაციული ველის ქვეშ და უკან ბრუნდება. წარმოქმნილი დარტყმითი ტალღა ანადგურებს ვარსკვლავს და ტოვებს ერთადერთ ბირთვს ნარჩენს (ნეიტრონული ვარსკვლავი ან ა შავი ხვრელი ვარსკვლავის მასის მიხედვით) ვარსკვლავის უკან და დანარჩენი მასა იშლება ვარსკვლავთშორისად სივრცეში.  

უზარმაზარი აფეთქება neutrinos წარმოიქმნება გრავიტაციული ბირთვის კოლაფსის შედეგად გაქცევა გარეში სივრცეში შეუფერხებელია მატერიასთან მისი არაინტერაქტიული ბუნების გამო. გრავიტაციული დამაკავშირებელი ენერგიის დაახლოებით 99% გადის ნეიტრინოების სახით (წინ ფოტონები, რომლებიც ველში არიან ჩარჩენილი) და მოქმედებს როგორც სუპერნოვას აფეთქების შემაფერხებელი შუქურა. ამ ნეიტრინოების დაჭერა დედამიწაზე შესაძლებელია ნეიტრინო ობსერვატორიების მიერ, რომლებიც თავის მხრივ მოქმედებენ როგორც ადრეული გაფრთხილება ზეახალი აფეთქების შესაძლო ოპტიკური დაკვირვების შესახებ.  

გაქცეული ნეიტრინო ასევე იძლევა უნიკალურ ფანჯარას ექსტრემალური მოვლენებისკენ აფეთქებული ვარსკვლავის შიგნით, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ფუნდამენტური ძალების და ელემენტარული ნაწილაკების გაგებაში.  

სუპერნოვას ადრეული გაფრთხილების სისტემა (SNEW)  

ბირთვის კოლაფსის ბოლო დაკვირვების დროს (SN1987A), ეს ფენომენი დაფიქსირდა შეუიარაღებელი თვალით. ნეიტრინოები დაფიქსირდა ორი წყლის ჩერენკოვის დეტექტორით, Kamiokande-II და Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) ექსპერიმენტით, რომელიც აკვირდებოდა 19 ნეიტრინოს ურთიერთქმედების მოვლენას. თუმცა, ნეიტრინოების აღმოჩენამ შეიძლება იმოქმედოს როგორც შუქურა ან განგაში, რომელიც აფერხებს სუპერნოვას ოპტიკურ დაკვირვებას. შედეგად, სხვადასხვა ობსერვატორიამ და ასტრონომებმა დროულად ვერ იმოქმედეს შესწავლისა და მონაცემების შესაგროვებლად.  

1987 წლიდან ნეიტრინო ასტრონომია ბევრად განვითარდა. ახლა, სუპერნოვას გაფრთხილების სისტემა SNWatch მუშაობს, რომელიც დაპროგრამებულია, რათა განგაში ატეხოს ექსპერტებს და შესაბამის ორგანიზაციებს სუპერნოვას შესაძლო ხილვის შესახებ. და, მთელ მსოფლიოში არსებობს ნეიტრინოს ობსერვატორიების ქსელი, სახელწოდებით Supernova Early Warning System (SNEWS), რომელიც აერთიანებს სიგნალებს, რათა გააუმჯობესოს ნდობა აღმოჩენის მიმართ. ნებისმიერი ჩვეულებრივი აქტივობა ეცნობება ცენტრალურ SNEWS სერვერს ინდივიდუალური დეტექტორებით. გარდა ამისა, SNEWS-მა განიცადა განახლება SNEWS 2.0-ზე ცოტა ხნის წინ, რომელიც ასევე აწარმოებს დაბალი ნდობის სიგნალებს.  

გარდაუვალი სუპერნოვა ირმის გზაზე   

მთელ მსოფლიოში გავრცელებული ნეიტრინო ობსერვატორიები მიზნად ისახავს პირველად აღმოაჩინონ ნეიტრინოები, რომლებიც წარმოიქმნება ჩვენს სახლში ვარსკვლავების გრავიტაციული ბირთვის კოლაფსის შედეგად. galaxy. აქედან გამომდინარე, მათი წარმატება დიდად არის დამოკიდებული სუპერნოვას ბირთვის კოლაფსის სიჩქარეზე ირმის ნახტომში. 

ახლახან გამოქვეყნებულ ნაშრომებში მკვლევარებმა შეაფასეს სუპერნოვას ბირთვის კოლაფსის სიჩქარე ირმის ნახტომში 1.63 ± 0.46 მოვლენა 100 წელიწადში; დაახლოებით ერთი ან ორი სუპერნოვა საუკუნეში. გარდა ამისა, შეფასებით ვარაუდობენ, რომ ირმის ნახტომის ბირთვის კოლაფსის სუპერნოვას შორის დროის ინტერვალი შეიძლება იყოს 47-დან 85 წლამდე.  

მაშასადამე, ბოლო სუპერნოვას მოვლენის გათვალისწინებით, SN 1987A დაფიქსირდა 35 წლის წინ, მომდევნო სუპერნოვას მოვლენა ირმის ნახტომში შეიძლება მოსალოდნელი იყოს უახლოეს მომავალში. ნეიტრინოს ობსერვატორიები ქსელში ჩართულია ადრეული აფეთქებების გამოსავლენად და განახლებული სუპერნოვას ადრეული გაფრთხილების სისტემა (SNEW), მეცნიერებს შეეძლებათ ყურადღებით დააკვირდნენ მომდევნო ექსტრემალურ მოვლენებს, რომლებიც დაკავშირებულია მომაკვდავი ვარსკვლავის სუპერნოვას აფეთქებასთან. ეს იქნება მნიშვნელოვანი მოვლენა და უნიკალური შესაძლებლობა შევისწავლოთ ფაზები ვარსკვლავის სიკვდილამდე, სიკვდილამდე და შემდეგ, რათა უკეთ გავიგოთ. სამყარო.  

  *** 

წყაროები:  

1. ფეიერვერკი Galaxy, NGC 6946: რა ქმნის ამას Galaxy ასე განსაკუთრებული? სამეცნიერო ევროპული. გამოქვეყნებულია 11 წლის 2021 იანვარს. ხელმისაწვდომია მისამართზე http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/  

2. Scholberg K. 2012. სუპერნოვას ნეიტრინოს გამოვლენა. წინასწარ დაბეჭდვა axRiv. ხელმისაწვდომია https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf  

3. ხარუსის ს ალ, et al 2021. SNEWS 2.0: შემდეგი თაობის სუპერნოვას ადრეული გაფრთხილების სისტემა მრავალ მესინჯერ ასტრონომიისთვის. ფიზიკის ახალი ჟურნალი, ტომი 23, მარტი 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33 

4. Rozwadowskaab K., Vissaniab F., and Cappellaroc E., 2021. ბირთვის კოლაფსის სუპერნოვების სიჩქარის შესახებ რძიან გზაზე. ახალი ასტრონომიის ტომი 83, 2021 წლის თებერვალი, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. წინასწარი ბეჭდვა axRiv ხელმისაწვდომია საიტზე https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf  

5. მერფი, CT, et al 2021. მოწმეების ისტორია: ცის განაწილება, ამოცნობა და შეუიარაღებელი თვალით ირმის ნახტომის სუპერნოვა. სამეფო ასტრონომიული საზოგადოების ყოველთვიური შეტყობინებები, ტომი 507, გამოცემა 1, 2021 წლის ოქტომბერი, გვერდები 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv ხელმისაწვდომია https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf 

***