Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 15.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Орбитальные телескопы "Кеплер" и "Свифт" зарегистрировали первые моменты жизни сверхновых

Орбитальные телескопы «Кеплер» и «Свифт» зарегистрировали первые моменты жизни сверхновых
shortstoryf

Астрономы продолжают всесторонне изучать окружающее нас космическое пространство, применяя, порой, совершенно разные приборы. Как известно, космический телескоп «Кеплер» был разработан для того, чтобы, в первую очередь, заниматься поиском экзопланет, но его так же можно использовать и для предугадывания взрывов сверхновых, то есть для выявления совсем молодых взрывающихся звёзд. А если к исследованиям подключить другой аппарат Swift, то можно попытаться лучше понять, что заставляет взрываться эти звёзды таким образом. Особенно исследователей привлекают сверхновые типа Ia, поскольку в настоящее время активно используются в качестве маркеров, по которым измеряют расстояния во Вселенной.

«Беспрецедентные наблюдения за пред сверхновыми, которые может проводить «Кеплер» и проворство «Свифта», благодаря которому он может перенацеливаться для изучения случившегося события, позволяют практически одновременно наблюдать происходящее событие в реальном времени, но в совершенно разных электромагнитных спектрах. Благодаря этому мы не только лучше понимаем, что вызывает взрыв сверхновых Ia, но эти данные позволяют нам лучше калибровать эти сверхновые в качестве маяков в бесконечном океане Вселенной. Эти сверхновые даже могут помочь нам, в конечном счете, понять тайны самой тёмной энергии», — Пол Херц.

Светимость сверхновых типа Ia всегда одинакова, это вызвано в первую очередь тем, что взрывающийся объект всегда является белым карликом, то есть остатком звезды, равной нашему Солнцу, размеры которой сейчас не превышают Землю. Белый карлик может взорваться в виде сверхновой, как сейчас известно, только в двух случаях: сливаясь с другим белым карликом или поглощая слишком большое количество вещества из сопутствующей звезды-компаньона, вызывая термоядерную реакцию и превращаясь в груду осколков. А в работе, которая появилась в журнале Nature, исследователи показали, что благодаря связке аппаратов «Кеплер» и «Свифт», им удалось получить доказательства обоих сценариев взрыва сверхновой Ia.

Данные телескопа «Кеплер»

Исследователи, изучающие данные от «Кеплера», сумели обнаружить три неизвестных и далёких сверхновых, а общий набор данных по этим звёздам включает в себя и информацию, полученную прежде, чем эти взрывы произошли. Зная о том, что «Кеплер» предназначен для поиска экзопланет, а, следовательно, его алгоритм разработан таким образом, чтобы как можно чаще наблюдать нужные звёзды, учёные сумели откатить время назад от взрыва сверхновой с интервалом в 30 минут и проанализировать начальные моменты её возникновения. Это открытие является первым прямым наблюдением за тем, как происходит процесс взрыва сверхновой, а полученная информация после обработки поможет лучше понять сам механизм её вспышки.

«Наше открытие сверхновых с помощью «Кеплера» очень хорошо подтверждают сценарий, при котором ответственность за такой взрыв лежит на слиянии двух белых карликов. И в то же время, исследования данных от аппарата «Swift» показывают, что сверхновые типа Ia могут также возникать и при взрыве одного единственного белого карлика. Мы видим, что в запасе у Вселенной есть много способов, которыми она может взорвать белый карлик в качестве сверхновой», — Роберт Оллинг, научный сотрудник в Университете Мэриленда.

Для того, чтоб получить самые ранние взрывы сверхновой Ia, исследовательская группа в течение двух лет контролировала 400 галактик, используя аппарат «Кеплер». В итоге команде учёных удалось зафиксировать три события, которые получили наименования KSN 2011b, KSN 2011c и KSN 2012a, данные по которым были получено до, во время и после событий. Данные до взрыва обеспечивают представление о физических процессах, которые заставляют эти объекты инициировать процессы взрыва. В этот момент звёзды становятся минами замедленного действия. Когда происходит взрыв в качестве сверхновой, энергия процесса выбрасывает вещество звезды на гиперзвуковой скорости с распространением ударной волны во всех направлениях. А если рядом присутствует сопутствующая звезда, то она будет обнаружена по флуктуациям в этой ударной волне. Во всех трёх случаях исследователи не обнаружили присутствия звезды-компаньона и пришли к заключению, что в данном случае взорвались два расположенных близко друг к другу белых карлика. А для того, чтобы определить тип взрыва, исследователям был жизненно необходимо определить расстояния до сверхновых. В этом им помогли наземные обсерватории Джемини и имени Кека, обе расположившиеся на горе Мауна-Кеа. Эти измерения были ключевыми для исследователей в плане того, что они смогли прийти к заключению, что наблюдаемые взрывы можно отнести к типу Ia.

«Космический аппарат «Кеплер» ещё раз смог удивить нас, сыграв неожиданно важную роль в исследовании сверхновых и обеспечив первые хорошие кривые блеска ранних взрывов сверхновых типа Ia. Теперь, в рамках новой миссии K2 его усилия можно направить и на изучение этих космических событий», — Стив Хоуэлл, координатор проекта «Кеплер» из Научно-исследовательского центра Эймса.

Сверхновая KSN 2011b

На этой диаграмме показана кривая блеска недавно обнаруженной сверхновой KSN 2011b, которая относится к типу Ia, данные от «Кеплера». Кривая блеска здесь представлена в виде яркости звезды (вертикальная ось) как функция времени (горизонтальная ось) до, во время и после взрыва сверхновой. Диаграмма в белой рамке справа показывает 40 дней непрерывных наблюдений за сверхновой. В красном квадрате слева показан момент самого взрыва, а голубой областью показан возможный разброс излучения, если в системе присутствует звезда-компаньон. По данным видно, что распределение яркости было обыкновенным, что позволило заключить, что во взрыве погибли две звезды, наиболее вероятно белые карлики. Источник: NASA Ames/W. Stenzel

Данные телескопа «Свифт»

Другая группа астрономов, отдельно от первой, также обнаружила интересные данные по взрыву уже другой сверхновой, команду возглавлял аспирант Калифорнийского технологического института Юи Сао. С помощью аппарата «Свифт» им удалось обнаружить беспрецедентно яркую вспышку ультрафиолетового излучения в течение первых нескольких дней после взрыва очередной сверхновой типа Ia. Основываясь на компьютерном моделировании взрывов сверхновых в двойных звёздных системах, исследователи предположили, что ультрафиолетовое излучение возникло, когда взрывная волна сверхновой поглотила соседнюю сопутствующую звезду.

«Если бы «Свифт» заметил эту вспышку на день или два позже, то мы попросту пропустили бы это увеличение в ультрафиолетовом спектре. Но благодаря быстрой реакции аппарата и его способности работать в нужных длинах волн, в настоящее время он является единственной обсерваторией, способной регулярно проводить такие наблюдения», — Брэд Сенко из Центра космических полётов имени Годдарда НАСА.

Согласно анализу, осколки сверхновой звезды врезались в звезду-компаньона и полностью её обволокли, создав область ультрафиолетовой эмиссии. Пиковая температура превысила 11000 градусов Цельсия, что в два раза больше температуры поверхности нашего Солнца. Этот взрыв получил наименование iPTF14atg и был впервые обнаружен 3 мая 2014 года в галактике IC 831, расположенной на расстоянии 300 миллионов световых лет от нас в созвездии Волосы Вероники. Эту сверхновую удалось обнаружить с помощью системы наблюдения intermediate Palomar Transient Factory (iPTF) по которой она и получила своё наименование.

«Мы не видели никаких доказательств этого взрыва по данным, полученным предыдущей ночью, таким образом, нам удалось зарегистрировать iPTF14atg, когда её возраст составлял всего один день. Ещё более хорошей новостью является то, что мы наблюдали молодую сверхновую типа Ia. Это то, ради чего мы трудились столько времени и проектировали нашу систему».

Сразу же после подтверждения взрыва исследователи запросили последующие наблюдения от других приборов, включая ультрафиолетовые и рентгеновские от аппарата «Свифт». И хотя никакое рентгеновское излучение найдено не было, был обнаружен затухающий пик ультрафиолетового света ещё в течение нескольких дней после выявления события, без соответствующего пика в видимых длинах. После того, как вспышка исчезла, ультрафиолетовое и видимое излучение стали соответствовать друг другу. Таким образом, ультрафиолетовый импульс от iPTF14atg обеспечивает убедительные доказательства присутствия сопутствующей звезды.

Сверхновая симуляция

Компьютерное моделирование взрыва сверхновой типа Ia. Осколки звезды (коричневое тело) обволакивают сопутствующую звезду-компаньон (синее тело) на скоростях в десятки миллионов километров в час. Взаимодействие производит ультрафиолетовое излучение. Источник: UC Berkeley, Daniel Kasen

В связи с тем, что ранее уже были обнаружены вспышки от двух белых карликов, в настоящее время исследователи занимаются поиском отношения, которое могло бы точно охарактеризовать процент сверхновых типа Ia, относящихся к двум разным взрывам.

По информации Nasa.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google