Супнозаның сақиналарының 1987А түсіндірмесі түсіндіріледі • Сергей Попов • «Элементтер» туралы ғылыми жаңалықтар • Күннің астрономиялық ғылыми суреті

Супнозаның сақиналарының 1987А-ның шығу тегіне түсіндірді

Сурет. 1. Сверхновая 1987А сақиналарының құрылымын модельдеу нәтижелері (astro-ph / 0703317 Morris және Podyadlovsky мақаласынан)

Сверхновая 1987А-нің Үлкен Магелландағы бұлтында жарылыс болғанына 20 жыл болды, бірақ пішіндегі сағаттарға ұқсайтын жарылыс айналасындағы үш сақина құпиясы әлі анықталмады. Оксфорд университетінің астрофизикологы Томас Моррис пен Филипп Подсиадловски (Ұлыбритания) 1987 жылы сверхновая қалдықтардағы үш еселі сақиналық жүйенің қасиеттерін түсіндіретін үш өлшемді сандық модельді құрды, бұл жарылыс жұлдызы екі жақты жүйенің компоненттерін біріктіру нәтижесінде пайда болды.

1987 жылдың 23 ақпанында Жер Жердің Үлкен Магеллан вулярындағы Супернова жарылысынан жарыққа шықты, ол Супернова 1987А (немесе SN 1987A супернова, С.Н.). Әрине, флэш 160-170 мың жыл бұрын пайда болды – бұл бізді және біздің Галактиканың мутантты спутнигін бөлетін қашықтықты жарықтандыру үшін уақытты алады, бірақ әдеттен тыс «1987 жылуы» туралы айтатын боламыз.

Бұл 1604 жылы Кеплердің уақыттан бері алғашқы көзге көрінетін (СН 1604 – біздің галактикамызда жазылған соңғы супернова) болған алғашқы суперновия болды.Байқаулар супернова 1987А туралы мол ақпарат алуға мүмкіндік берді, бұл жұлдыздық жарылыстар физикасын түсінуде айтарлықтай прогреске қол жеткізуге мүмкіндік берді. Үлкен Магеллан виртуалды жақындығы арқасында алғаш рет мұрағат суреттерін анықтай алды бұрынсупернова, яғни жарқыраған жұлдыз – 1969 жылы румын-американдық астроном Ник Сандужакпен сипатталған, көгілдір супержанды Сандилек -69 ° 202 болып шықты. (Сонымен бірге, барлық суперновалар қызыл супергигандардан пайда болған деген пікір жоққа шықты.)

Сонымен қатар, нейтрино детекторлар 1987 жылы жұмыс істеді, сондықтан алғаш рет ғалымдар нейтрино сигналын жарылыста тіркеді (жарықтың жарықтан 3 сағат бұрын Жерге жеткеніне дейін, бірнеше нейтриндік обсерватория нейтрино фонының елеулі асып кетуін байқады). Бірақ бұл бәрі емес. Жарылыс болғаннан бері өткен 20 жыл ішінде ғалымдар супернованың қалдықтарының эволюциясын бақылап отырды. Бұл нысанның ең әдемі бейнесін бәрі біледі. Әсіресе таң қалдыратын сверхновтық қалдықтарда көрсетілген үш сақина жүйесі (сонымен бірге, екі жұлдызды сақиналармен гауһар тастарға айналдырған кездейсоқтыққа мүлдем кездейсоқ екі жұлдыз шығарылды). Бұл қоңыраулар қалай қалыптасады?

Сурет. 2 SN 1987A сақиналарының құрылымын түсіну үшін оның үшөлшемді бейнесін ойлану керек. Бір сағат бояуын елестетіп көріңіз (шын мәнінде, сағат сағаттары ұқсастығы жоқ, себебі қабырға сағаттары жеткіліксіз). Орталықтағы кішірек, жарқыраған сақина сағаттардың «беліне» сәйкес келеді. Ал үстіңгі және астыңғы екі үлкен шеңбер сақинаның ұшынан шамамен 0,4 парсек (шамамен 1,3 жарық жыл) қашықтықта орналасқан. Барлық қоңыраулар шамамен бірдей осьте болады. (Фото hubblesite.org)

Сақиналар сверхновтық жарылыс арқылы тасталмаған, әйтпесе олар бірден бірнеше жарық айларында пайда болуы керек еді. (Жарылыс алаңынан сыртқы сақиналардың қашықтығы жарықтан асып кетеді, ал ішкі бөлігі жарты жылдан астам уақытқа созылады және сақина кинематикасы белгілі). Осылайша, олар жарылысқа дейін өмір сүрді. Тек жарылыс «оларды жарықтандырды». 1990 жылғы сәуірде басталған Хаббл телескопы 1990 жылы 23-24 тамызда жарылыс супернова айналасындағы ішкі шеңберді «көрді». 1994 жылы Хаббл фотосуреттерінде екі сыртқы, аз жарқын сақина алғаш рет табылған.

Сверхнованың өзіндік ерекшеліктері (химиялық ауытқулар) ғалымдарға ғалымдарға екі массив жұлдыздардың бірігуінің нәтижесінде пайда болған Sk -69 ° 202 көгілдір супергиригі құрылды деп ұзақ уақыт ұсынды.Бірақ дәлелдеу өте қиын. Мүмкін, үш өлшемді модельдеу арқылы сақиналардың қасиеттерін табысты түсіндіру ішінара дәлел ретінде қызмет етеді.

Өмір бойы жұлдыздар заттарын жоғалтады. Әрбір адам ең әдемі планеталық туманностарды, кейде өте таңғажайып нысанын біледі. Табиғаттың барлық ғажайыптары бірнеше кезеңдерде пайда болуы мүмкін жұлдыздық заттардың ағылуына байланысты қалыптасады, ал ағындар сфералық асимметриялы болуы мүмкін. Біздің тарихымыздың кейіпкерлері – SN 1987A сақинасы.

Зерттелмеген заттардан шыққан заттар ішкі және сыртқы сыртқы сақиналардың пайда болуына себеп болды. Соңғы 20 жылда көптеген модельдер салынып, сақиналардың пайда болуын түсіндіруге тырысты. Дегенмен, олар жарылыс алдында жұлдыздың айналасындағы заттың таралу ерекшеліктеріне назар аудармады. Бәлкім, ешқандай модель байқалмаған параметрлердің бүкіл жиынтығын түсіндіре алмайды. Моррис пен Подайдловский сәтті болды.

Моррис пен Подсадловскийдің моделін талқылайтынымызда, қуатты сәулелену жоғары газдың тығыздығына сәйкес келеді. Бұл пломбалардың пайда болуын модель авторлары екі жұлдызды біріктірудің нәтижесі ретінде пайда болғандығымен салыстырады.Үлгіде 15 және 5 күннің массасы бар жұлдыздардан тұратын екілік жүйе қарастырылған. Неғұрлым массивный жұлдыз тез дамып келеді. Негізгі ядроның сутегі күйіп кетеді және негізгі тізбекті қалдырады (Hertzsprung-Russell диаграммасын қараңыз). Сонан соң жұлдыз кеңейіп, материяның екілік жүйенің бір компонентінен екіншісіне ауысуы басталады (3 сур., Панель а).

Сурет. 3 Morris және Podyadlovsky модельдері. Мұндай эволюциялық схема, атап айтқанда, сақиналардың қалыптасуына әкелді. Панельа: материяны бір жұлдыздан екіншісіне тұрақсыз беруді бастайды. Жалпы қабық пайда болады (панельб). Бұл кезеңде кемінде массивный жұлдыз (сол жақта) әлі күнге дейін негізгі жүйелі кезеңде (MS), ал екінші, одан да массивті және, тиісінше, тез дамып келе жатқан жұлдыз, өзі ішіндегі көміртегі-оттегі (CO) өзегін құрады. Жұлдыздар бір-біріне ортақ конвертте жақындайды, ал конверттің бір бөлігі бөлінеді (панельс). Соңында, біріктіру аяқталады (панельd: қара көк түс – бұл мөрлер, яғни айналма эмбриондар; көк – біріктіру кезінде шығарылған зат; қызыл – қызыл гиганты көкке айналдыру кезінде шығарылған зат; сары түсті – көк гиганты жел). 1000 жылдан кейін релаксациядан кейін көгілдір алыптар пайда болады. Осы уақытқа дейін шашырау қабығы үш сақинадағы «эмбриондарды» қамтитын күрделі құрылымды қалыптастырды. Гиганттың жылдам әрі күшті желі бүкіл құрылымды соқтырады. Біріктіргеннен кейін шамамен 20 000 жыл өткен супернова жарылысынан бұрын барлық сақиналардың жиынтығы дайын. Онда ультрафиолет сәулеленудің күшті ағынымен заттардың иондалуы ғана қалады. (Суреттелген мақаланың astro-ph / 0703317 суретін қараңыз)

Мұндай жүйеде бұқаралық трансферт тұрақсыз: екінші жұлдыз жұлдызға түсетін барлық мәселені «сіңіре алмайды», өйткені беру жылдамдығы тым жоғары және ол «толып кетеді». «Ортақ қабық» деп аталады, яғни екілік жүйе бұлтты газға батырылады. Бұл жағдайда қос компоненттер біріктіре бастайды (3-сурет, панель б), өйткені бұрыштық импульс жүйеден және қабықтың мазмұнын алып кетеді. Жалпы қабықтың бір бөлігін шығарып тастайды (3-сурет, панель с). Соңында, жұлдыздар біріктіріледі.

Біріктіруден кейін бірден «үлкен және бос» нәрсе құрылуы керек. Бұл қызыл супергигант – салыстырмалы түрде суық (және, демек, қызыл) сыртқы қабаттарымен және 1500-ге жуық күн радиусы бар жұлдыз.Жұлдыздың негізгі массасы (20 күн массасының 12-сы) алып сирек кездесетін қабығында шоғырланған. Біріктіруден кейін жұлдыз өте тез айналады (әрине, оның үлкен өлшемі үшін жылдам). Сондықтан, оның нысаны сфералық емес. Заттың бір бөлігі артық бұрыштық импульсты алып тастайды. Жұлдыз жұлдыздың сыртқы көрінісін өзгертеді. Ол қысқарады және бірігуден кейін 1000 жылдан кейін көк түстер пайда болады (көгілдір түс сыртқы қабаттардағы жоғары температурамен байланысты). Бұл қызыл супергрянгтан гөрі әлдеқайда тығыз және жеңіл. Өйткені, бірнеше күндік массаны жұлдыздан жұлдыз жоғалтады.

Сурет. 4 Жарылыс алдында жұлдыз айналасында заттың бөлінуі. Қара нүктелер көк жұлдыз алып жұлдыз желінің мәселесін көрсетеді. Көк және жасыл – қабықтың мазмұны. Жасыл (X, Z) = (0,4, 0,4) және симметриялы (X, Z) = (0,4, -0,4) кезінде көрсетілген сақиналар сыртқы сақина болады (біз қиманың оң меридиандық жазықтық). Экваториальді жазықтықтағы пустердің ішіндегі X = 0.2 мөрі ішкі сақинаға айналады. Полярлық ось – Полярлық ось экваториальді жазықтық – экваториальды жазықтық (жұлдызға қатысты барлық экваторға орбитальды қосарланған жазықтыққа сәйкес келеді).Жұлдыз жұлдыз (0, 0). Сурет. талқыланған astro-ph / 0703317 мақаласынан

Ішкі және сыртқы сақиналардың «эмбриондары» пайда болғанға дейін, көк түстің пайда болуына дейін жалпы қабықтың бөліктерін біріктіру және тастау процесінде болды. Көк гигант қызыл алыптардан әлдеқайда жылдам қуатты жұлдызды жел шығара бастайды. Желдің зат жойылған қабығының затымен соқтығысады (3-сурет d). Жоғары тығыздықтың алаңдары көгілдір гиганттың желімен үлкен қашықтыққа дейін көтеріледі. Сыртқы сақиналар осылай қалыптасады. Ішкі сақина, көк дрейдің желінің экваториальді жазықтықта бұрын пайда болған затпен өзара әрекеттесуіне байланысты өзінің соңғы келбетін алады.

Суретте. 4-те бірігуден кейін 20 000 жыл өткеннен кейін (жарылыс сәтіне сәйкес келетін) заттардың бөлінуі көрсетілген. Қара нүктелер желдің материясын көрсетеді, түсі тұмандылықты көрсетеді. Сурет жүйенің жартысын ғана көрсетеді, екіншісі симметриялы. Бүкіл жүйені көрсету үшін Z осі туралы кескінді көрсетіңіз жұлдыз жұлдызды (0,0). Барлығы жарылысқа дайын.

Енді кескінді суретке түсіру үшін. 1, сверхновациялық жарылыс нәтижесінде пайда болған құрылымды «бөлектеу» және дұрыс бұрышты таңдау керек.Шынында да, жарылыс алдындағы супернустардың айналасында мөрлер болғанымен, оларды Жерден көру мүмкін болмады. Күшті ультракүлгін сәулелену салдарынан сверхновациялық жарылыс осы тығыздағыштардың затының иондалуына әкеледі. Осылайша жарқын қоңыраулар пайда болады.

Қозғалыс сақиндарының пайда болуының бұл суретін көру әсіресе қызықты. Мұны осында және осында жасауға болады. Фильмдердің біреуі (merger.mpg немесе S1, сіз оларды жүктеп алатын сайтқа байланысты) бірігудің нәтижесінде жұлдыз айналасындағы құрылым қалай қалыптасатынын көрсетеді. Екінші фильм (wind.mpg немесе S2) көк гиганттың желі қалыптасқан құрылымға қалай кесіледі екендігін көрсетеді. Бірінші фильмнің қолданылуы тек 12 жыл көлемінде өтеді. Екінші фильм 20 000 жыл туралы әңгімелейді.

Модельдеу нәтижесін салыстыру (1-сурет) сақиналы жүйенің фотосуреті (2-сурет) авторлардың өз жұмыстарын орындағанын көрсетеді. Бүкіл жүйенің сыртқы түрін түсіндірумен қатар, олар сақиналардың кинематикалық қасиеттерін сипаттай алды. Және бұл қаралып отырған модельдің дұрыс екендігінің пайдасына маңызды дәлелдер. Бұл дегеніміз, супернова-1987А екі жұлдызды біріктіруге арналған керемет қасиеттеріне ие.

Дерек көзі: Т. Моррис, Ph. Подсиадлоски.SN 1987A айналасындағы Үш-айналма туманности: Екі жақты қосылудың саусақ таңбасы // astro-ph / 0704317.

Сергей Попов


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: