Взрыв звезды в сверхновую
Благодаря космической обсерватории NASA «NuSTAR» (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) учёным удалось приблизиться к разгадке одной из самых больших загадок в астрономии. Исследователям впервые за всю историю астрономических наблюдении удалось краем глаза взглянуть на то, что происходит в самом сердце звезды в преддверии его «трансформации» в сверхновую.
Телескоп жесткого рентгеновского диапазона «NuSTAR» создал первую и единственную в своем роде карту радиоактивного материала в остатке сверхновой звезды. Космической обсерватории удалось сделать снимки титана, содержащего в останках сверхновой Cassiopeia A (Cas A), расположенной в одноимённом созвездии северного полушария неба Кассиопея. Результаты проведенного исследования показывают, как ударные волны «разрывают» массивные умирающие звезды.
По словам Fiona Harrison, главного исследователя «NuSTAR» из California Institute of Technology (Caltech), всем известно, что звезды – это сферические сгустки газа, поэтому многие ошибочно думают, что, когда они, приближаясь к концу совей жизни, взрываются, то этот взрыв похож на однородную расширяющуюся сферу, характеризующуюся идеальной формой. Harrison отмечает, что результаты проведённого исследования показывают, что эпицентр такого взрыва абсолютно не симметричен. По мнению учёного, это может быть обусловлено тем, что внутренние слои умирающей звезды в буквальном смысле «склеиваются» между собой, непосредственно перед взрывом.
Harrison – соавтор научной статьи о результатах проведенного исследования, опубликованной сегодня, 20 февраля 2014 года, в журнале «Nature».
Cassiopeia A сформировалась в результате взрыва массивной звезды в сверхновую, свет от которого достиг Земли несколько сотен лет назад. Относительно небольшие звезды, такие как наше Солнце, крайне редко постигает подобная участь, а вот звезды, которые по меньшей мере в 8 раз массивнее нашей Солнца, как правило, взрываются в сверхновые. Высокие температуры и частицы, содержавшиеся в реактивной струе, «плавят» легкие элементы, в результате чего образуются более тяжёлые химические элементы.
«NuSTAR» — это первый телескоп, которому удалось сделать снимки радиоактивных элементов в останках сверхновой звезды. Учёные, используя научные приборы «NuSTAR», составили карту жёсткого рентгеновского излучения изотопа Титан 44 (titanium-4), сформировавшегося непосредственно в ядре звезды в преддверии взрыва. Энергия, высвободившаяся результате коллапса ядра сверхновой, стала причиной разрушения внешней оболочки звезды. Астрономы убеждены, что «осколки» от произошедшего взрыва по сей день пронизывают космическое пространство со скоростью порядка 5000 км/сек.
Когда исследователи моделируют взрыв сверхновой посредством компьютерных программ, то есть воссоздают весь процесс того, как массивная звезда умирает и разрушается, то зачастую оказывается так, что ударная волна, распространяющаяся симметрично во всех направлениях, не в состоянии разрушить звезду. Результаты последнего исследования показывают, что мощность взрыва в различных направлениях неодинакова.
По словам автора научной публикации Brian Grefenstette из Caltech, благодаря «NuSTAR» у учёных появился новый инструмент для исследования взрывов сверхновых. Он отмечает, что ранее было крайне сложно интерпретировать то, что происходило в Cas A, потому что материал становился видимым в рентгеновском диапазоне исключительно после того, как нагревался.
Данные «NuSTAR» ставят под сомнение другие модели взрывов сверхновых, согласно которым скорость вращения звезды перед «гибелью» увеличивается. Вероятнее всего, она испускает узкие потоки газа, управляющие звездным взрывом. Хотя отпечатки джетов астрономы и ранее находили вокруг Cassiopeia A, на тот момент не было известно, могли ли они вызвать взрыв. «NuSTAR» не обнаружил титан, по существу радиоактивный пепел от взрыва, в узких регионах, соответствующих джетам, таким образом джеты не могли быть спусковым механизмом взрыва.
