Самая большая сверхновая звезда.


Астрономы выяснили, что взрыв сверхновой, зафиксированный в 2007 году, ознаменовал гибель самой тяжелой из известных науке звезд. Кроме того, ученые впервые обнаружили следы ранее не наблюдавшегося квантового явления.


Взрыв сверхновой, который был зафиксирован более двух лет назад, стал уникальным событием, поскольку масса погибшей звезды превысила массу всех тех звезд, которые астрономы когда-либо наблюдали в нашей Галактике. Самая массивная звезда Млечного Пути, оцениваемая в 114 масс Солнца, почти вдвое легче взорвавшейся: SN2007bi имела массу в двести солнечных.

Основной материал звезд – это водород, а точнее – плазма, образованная ядрами атомов водорода (протонами) и электронами, оторванными от них вследствие высокой температуры. При слиянии вместе четырех протонов образуется одно ядро гелия и выделяется энергия. За счет этого и светятся звезды.

Когда водород заканчивается, в термоядерные реакции вступает гелий и при слиянии ядер гелия образуется уже бериллий. В звезде, внутри которой присутствует еще не до конца «прогоревший» водород, гелий и бериллий, возможны уже десятки разных реакций, приводящих к синтезу еще более тяжелых элементов: бора, углерода, азота и других.

Скорость идущей в звездах реакции пропорциональна квадрату массы: иными словами, звезда тяжелее Солнца в 10 раз «сгорит» не в 10, а в 100 раз быстрее. А если разница составляет 200 масс Солнца, как в случае с объектом SN2007bi, – звезда будет жить в 40 тыс. раз меньше. Таким образом, вместо 8 млрд лет светило просуществует ничтожные по космическим масштабам 200 тыс. лет.

Это очень маленький срок: даже процесс сжатия облака водорода при рождении звезды занимает большее время. Аномальная масса звезды, о гибели которой в 2007 году узнали астрономы, потянула за собой целый шлейф интересных деталей, и среди них не только аномальный состав и короткое время жизни. Исследователи, статья которых опубликована в журнале Nature, обратили внимание еще на одно явление – то, которое и привело в итоге к ее гибели.

Специалист по сверхновым и один из авторов исследования, говорит что SN2007bi подорвало «рождение пар» – квантовое явление, которое заслуживает отдельного описания. Его суть такова: при очень большой энергии гамма-излучение начинает порождать пары частиц, а этот эффект, в свою очередь, приводит к росту давления в ядре звезды и провоцирует ее дальнейшее сжатие.

Дело в том, что вплоть до определенной энергии гамма-лучи ведут себя подобно свету, отличаясь только большей проникающей способностью. Но как только их энергия становится больше некоторого критического значения – гамма-квант, частица гамма-излучения, превращается в пару из электрона и его античастицы, позитрона. А позитрон затем сталкивается с каким-нибудь из присутствующих вокруг электронов, аннигилирует, и так снова возникает пара других гамма-квантов – летящих уже в другом направлении. Общее число рождающихся пар соответствует числу погибающих в результате аннигиляции и, на первый взгляд, никак на жизнь звезды это не влияет.




Эффект «парной нестабильности» был предсказан учеными и раньше, но найти звезду такой массы, в которой он мог бы быть реализован, астрономам долгое время не удавалось. И то, что подобное явление возникает лишь внутри многократно превосходящих Солнце по масс светил, казалось бы совершенно лишает нас надежд на какое-либо практическое применение полученных исследователями знаний.

Однако все не так уж и далеко от практики. Во-первых, понимание процессов внутри звезд позволяет продвинутся и в описании куда более «тихих» термоядерных реакций – а термоядерная реакция «дейтерий + тритий».

Во-вторых, находимые учеными при моделировании, казалось бы, экзотических явлений уравнения и математические методы (смоделировать на компьютере взрыв сверхновой далеко не простая задача) вполне могут пригодиться в совершенно неожиданных областях.
И в-третьих, изучение загадок космоса имеет и культурное значение. Вплоть до 1930-х годов люди не знали о существовании других галактик и о расширении Вселенной, а о том, что темная материя по массе многократно превосходит обычную узнали и вовсе на рубеже XXI века.

Комментариев нет:

Отправить комментарий