Κύριος επιστήμη

Υπόλοιπο αστρονομία σουπερνόβα

Πίνακας περιεχομένων:

Υπόλοιπο αστρονομία σουπερνόβα
Υπόλοιπο αστρονομία σουπερνόβα

Βίντεο: Σουπερνόβα: Είναι το άστρο Μπετελγκέζ έτοιμο να εκραγεί; | 14/01/2020 | ΕΡΤ 2024, Ιούνιος

Βίντεο: Σουπερνόβα: Είναι το άστρο Μπετελγκέζ έτοιμο να εκραγεί; | 14/01/2020 | ΕΡΤ 2024, Ιούνιος
Anonim

Υπόλοιπο σουπερνόβα, το νεφέλωμα άφησε πίσω του μετά από μια σουπερνόβα, μια θεαματική έκρηξη στην οποία ένα αστέρι εκτοξεύει το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του σε ένα βίαια αναπτυσσόμενο σύννεφο συντριμμιών. Στη φωτεινότερη φάση της έκρηξης, το επεκτεινόμενο σύννεφο ακτινοβολεί τόση ενέργεια σε μια μέρα όπως και ο Ήλιος τα τελευταία τρία εκατομμύρια χρόνια. Τέτοιες εκρήξεις συμβαίνουν περίπου κάθε 50 χρόνια μέσα σε έναν μεγάλο γαλαξία. Παρατηρήθηκαν λιγότερο συχνά στο γαλαξία του Γαλαξία επειδή τα περισσότερα από αυτά έχουν κρυφτεί από τα σκοτεινά σύννεφα σκόνης. Οι γαλαξιακές σουπερνόβες παρατηρήθηκαν το 1006 στον Λύκο, το 1054 στον Ταύρο, το 1572 στην Κασσιόπη (το Nova του Tycho, το όνομά του από τον Tycho Brahe, τον παρατηρητή του), και τελικά το 1604 στο Serpens, που ονομάζεται Kepler's nova. Τα αστέρια έγιναν αρκετά φωτεινά για να είναι ορατά κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το μόνο γυμνό σουπερνόβα που εμφανίστηκε από το 1604 ήταν το Supernova 1987A στο Μεγάλο Μαγγελάνικο Σύννεφο (ο γαλαξίας που βρίσκεται πλησιέστερα στο σύστημα Γαλαξίας), ορατός μόνο από το Νότιο Ημισφαίριο. Στις 23 Φεβρουαρίου 1987, ένα μπλε υπεράντιο αστέρι έλαμψε για να γίνει σταδιακά τρίτο μέγεθος, εύκολα ορατό τη νύχτα, και στη συνέχεια ακολούθησε σε κάθε ζώνη μήκους κύματος διαθέσιμη στους επιστήμονες. Το φάσμα έδειξε γραμμές υδρογόνου να επεκτείνονται στα 12.000 km ανά δευτερόλεπτο, ακολουθούμενη από μια μακρά περίοδο αργής πτώσης. Υπάρχουν 270 γνωστά υπολείμματα σουπερνόβα, σχεδόν όλα παρατηρούνται από την ισχυρή εκπομπή ραδιοφώνου τους, τα οποία μπορούν να διαπεράσουν τη σκοτεινή σκόνη στον γαλαξία.

Τα υπολείμματα σουπερνόβα είναι πολύ σημαντικά για τη δομή των γαλαξιών. Αποτελούν σημαντική πηγή θέρμανσης του διαστρικού αερίου μέσω των μαγνητικών αναταράξεων και των βίαιων κραδασμών που παράγουν. Είναι η κύρια πηγή των περισσότερων βαρέων στοιχείων, από το οξυγόνο και πάνω. Εάν το τεράστιο άστρο που εκρήγνυται εξακολουθεί να βρίσκεται εντός του μοριακού νέφους στο οποίο σχηματίστηκε, το επεκταθέν υπόλοιπο μπορεί να συμπιέσει το περιβάλλον διαστρικό αέριο και να προκαλέσει τον επόμενο σχηματισμό αστεριών. Τα υπολείμματα περιέχουν ισχυρά κύματα κρούσης που δημιουργούν νήματα υλικού που εκπέμπουν φωτόνια ακτίνων γάμμα με ενέργειες έως και 10 14 ηλεκτρονικά βολτ και επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια και ατομικούς πυρήνες έως ενεργειακές κοσμικές ακτίνες, από 10 9 έως 10 15 ηλεκτρονικά βολτ ανά σωματίδιο. Στην ηλιακή γειτονιά, αυτές οι κοσμικές ακτίνες μεταφέρουν περίπου τόσο ενέργεια ανά κυβικό μέτρο όσο το αστρικό φως στο επίπεδο του γαλαξία και το μεταφέρουν σε χιλιάδες έτη φωτός πάνω από το επίπεδο.

Μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας από τα υπολείμματα σουπερνόβα είναι η ακτινοβολία συγχροντρόν, η οποία παράγεται από ηλεκτρόνια που περιστρέφονται σε μαγνητικό πεδίο σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός. Αυτή η ακτινοβολία είναι δραματικά διαφορετική από την εκπομπή από ηλεκτρόνια που κινούνται σε χαμηλές ταχύτητες: (1) συγκεντρώνεται έντονα προς τα εμπρός, (2) απλώνεται σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, με τη μέση συχνότητα να αυξάνεται με την ενέργεια του ηλεκτρονίου και (3) πολύ πολωμένο. Τα ηλεκτρόνια πολλών διαφορετικών ενεργειών παράγουν ακτινοβολία σε όλα σχεδόν τα μήκη κύματος, από ραδιόφωνο έως υπέρυθρες, οπτικές και υπεριώδεις έως ακτίνες Χ και γάμμα.

Περίπου 50 υπολείμματα σουπερνόβα περιέχουν πάλσαρ, τα περιστρεφόμενα υπολείμματα αστεριών νετρονίων του πρώην τεράστιου αστεριού. Το όνομα προέρχεται από την εξαιρετικά τακτικά παλμική ακτινοβολία που διαδίδεται στο διάστημα σε μια στενή ακτίνα που σκουπίζει πέρα ​​από τον παρατηρητή παρόμοια με τη δέσμη από έναν φάρο. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους τα περισσότερα υπολείμματα σουπερνόβα δεν περιέχουν ορατά πάλσαρ. Ίσως το αρχικό πάλσαρ εκτοξεύτηκε επειδή υπήρχε μια ανάκρουση από μια ασύμμετρη έκρηξη, ή η σουπερνόβα σχημάτισε μια μαύρη τρύπα αντί για ένα πάλσαρ, ή η δέσμη του περιστρεφόμενου πάλσαρ δεν σκουπίζει πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα.

Τα υπολείμματα σουπερνόβα εξελίσσονται σε τέσσερα στάδια καθώς επεκτείνονται. Αρχικά, επεκτείνονται τόσο βίαια ώστε απλώς σαρώνουν όλο το παλαιότερο διαστρικό υλικό μπροστά τους, ενεργώντας σαν να επεκτείνονται σε κενό. Το σοκαρισμένο αέριο, που θερμαίνεται σε εκατομμύρια κέλβινους από την έκρηξη, δεν εκπέμπει την ενέργειά του πολύ καλά και είναι άμεσα ορατό μόνο σε ακτίνες Χ. Αυτό το στάδιο διαρκεί συνήθως αρκετές εκατοντάδες χρόνια, μετά τον οποίο χρόνο το κέλυφος έχει ακτίνα περίπου 10 ετών φωτός. Καθώς συμβαίνει η επέκταση, λίγη ενέργεια χάνεται, αλλά η θερμοκρασία πέφτει επειδή η ίδια ενέργεια απλώνεται σε έναν ολοένα μεγαλύτερο όγκο. Η χαμηλότερη θερμοκρασία ευνοεί περισσότερες εκπομπές και κατά τη διάρκεια της δεύτερης φάσης το υπόλειμμα του σουπερνόβα ακτινοβολεί την ενέργειά του στα πιο απομακρυσμένα, πιο δροσερά στρώματα. Αυτή η φάση μπορεί να διαρκέσει χιλιάδες χρόνια. Το τρίτο στάδιο συμβαίνει αφού το κέλυφος έχει σκουπίσει μια μάζα διαστρικού υλικού που είναι συγκρίσιμο ή μεγαλύτερο από το δικό του. τότε η επέκταση έχει επιβραδυνθεί σημαντικά. Το πυκνό υλικό, ως επί το πλείστον διαστρικό στο εξωτερικό του άκρο, ακτινοβολεί την υπόλοιπη ενέργειά του για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Η τελική φάση επιτυγχάνεται όταν η πίεση εντός του υπολείμματος του σουπερνόβα γίνεται συγκρίσιμη με την πίεση του διαστρικού μέσου εκτός του υπολείμματος, οπότε το υπόλοιπο χάνει τη διακριτή του ταυτότητα. Στα μεταγενέστερα στάδια της επέκτασης, το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία είναι σημαντικό για τον προσδιορισμό των κινήσεων του ασθενώς διογκούμενου αερίου. Ακόμη και μετά τη συγχώνευση του όγκου του υλικού με το τοπικό διαστρικό μέσο, ​​ενδέχεται να υπάρχουν περιοχές με πολύ θερμό αέριο που παράγουν μαλακές ακτίνες Χ (δηλ. Εκείνες μερικών εκατοντάδων ηλεκτρονίων βολτ) που παρατηρούνται τοπικά.

Οι πρόσφατες γαλαξιακές σουπερνόβες που παρατηρήθηκαν βρίσκονται στις πρώτες φάσεις της εξέλιξης που προτείνεται παραπάνω. Στους χώρους του Novler του Kepler και του Tycho, υπάρχουν βαριά σύννεφα που κρύβουν και τα οπτικά αντικείμενα που απομένουν είναι πλέον εμφανείς κόμβοι λαμπερού αερίου. Κοντά στη nova της Tycho, στην Κασσιόπη, υπάρχουν παρόμοια οπτικά ασήμαντα τσιμπήματα που φαίνεται να είναι απομεινάρια μιας ακόμη έκρηξης σουπερνόβα. Σε ένα ραδιοτηλεσκόπιο, ωστόσο, η κατάσταση είναι εντυπωσιακά διαφορετική: το υπόλοιπο της Κασσιόπης είναι η ισχυρότερη πηγή ραδιοφώνου σε ολόκληρο τον ουρανό. Η μελέτη αυτού του υπολείμματος, που ονομάζεται Cassiopeia A, αποκαλύπτει ότι μια έκρηξη σουπερνόβα συνέβη εκεί περίπου το 1680, την οποία έχασε οι παρατηρητές λόγω της σκοτεινής σκόνης.

Αξιοσημείωτα υπολείμματα σουπερνόβα