Почему сверхновая не взорвется?

По крайней мере, это то, что суперкомпьютеры «рассказывают» астрофизикам вот уже многие десятилетия. Многие самые лучшие компьютерные модели, имитирующие взрывы сверхновых, на самом деле, взрыва не производят. Вместо этого, согласно моделированию, гравитационные силы «одерживают победу», и звезда только переживает коллапс. Смотрите заголовок. Несомненно, физики что-то упускают.

"Вообще говоря, нам до конца непонятно, как происходит превращение массивных звезд в сверхновые", - отмечает Фиона Харрисон (Fiona Harrison), астрофизик из Калифорнийского технологического института. - Смерть относительно малых звезд вполне понятна, но вот что касается более крупных звезд - таких, масса которых более чем почти в 9 раз превышает массу нашего Солнца, - здесь физика процесса не ясна.

Что-то должно было помочь рвущимся наружу потокам излучения из сжимающегося ядра и другим силам противостоять сжатию, обусловленному гравитацией, направленному на центральную часть звезды. Чтобы вычислить это "что-то", ученым необходимо исследовать недра реальной сверхновой во время её взрыва - не особенно-то простая вещь!

Но это как раз то, что планирует сделать Харрисон с новым космическим телескопом, который она и её коллеги разрабатывают, и который получил название Ядерный спектроскопический телескоп или NuSTAR.

После запуска в 2011 году на борту ракеты-носителя Пегас (Pegasus), NuSTAR представит ученым беспрецедентную картину, полученную на основе сфокусированного рентгеновского излучения высокой энергии, поступающего от остатков сверхновой, черных дыр, блазаров и других экстремальных космических феноменов. NuSTAR будет первым космическим телескопом, который сможет реально сфокусировать эти рентгеновские лучи высокой энергии, добиваясь получения изображений, четкость которых почти в 100 раз превышает четкость изображений, обеспечиваемую существующими телескопами.

Используя NuSTAR, ученые будут искать ключи к разгадке тех условий, которые должны наблюдаться в центральной части взрывающейся звезды и следы которых запечатлены на образцах элементов, рассеянных по всей туманности, оставшейся после взрыва сверхновой.

"Вы не имеете возможности наблюдать за взрывами сверхновых очень часто, особенно если выбирать взрывы, которые произошли достаточно близко, чтобы их можно было детально изучить ",- говорит Харрисон. "Все, что мы можем сделать, так это изучать остатки сверхновых. Состав и распределение вещества в остатках расскажет вам достаточно много о взрыве".

Особенно нас интересует один элемент: титан-44. Получение этого изотопа титана термоядерным синтезом требует определенной комбинации уровня энергии, давления и исходных веществ. В недрах сжимающейся («коллапсирующей») звезды эта комбинация имеет место на глубине, которая очень специфична. Все, что ниже этой глубины, подвержено действию гравитации и «коллапсирует» внутрь с последующим образованием черной дыры. Все, что выше этой глубины, вырывается наружу в виде взрыва. Титан-44 образуется как раз в точке возврата (каспе).

Таким образом, характер распределения титана-44 на всем протяжении туманности может многое раскрыть о том, что случилось в этой критической точке во время взрыва. Имея такую информацию, ученые смогут определить, что было упущено в их компьютерных моделях.

Смотрите заголовок. Некоторые ученые считают, что компьютерные модели очень симметричны. До недавних пор, даже имея в своем распоряжении мощные суперкомпьютеры, ученые смогли смоделировать только одномерный осколок звезды. Просто они исходят из того, что остальная часть звезды ведет себя аналогичным образом, моделируя взрыв, направленный внутрь, одинаковым в радиальных направлениях.

А что если это предположение ошибочно?
"Асимметрии могли бы стать ключом к разгадке", - говорит Харрисон. В случае асимметричного коллапса силы, направленные из недр наружу, могут найти выход в некоторых местах, даже в том случае, если в других местах гравитационное сжатие непреодолимо. Несомненно, более поздние двухмерные модели указывают на то, что асимметрии могли бы помочь раскрыть тайну "невзрывающейся сверхновой".

Если NuSTAR обнаружит, что распределение титана-44 неравномерное, то это будет доказательством того, что сами взрывы тоже были асимметричными, - объясняет Харрисон. Чтобы обнаружить титан-44, телескоп NuSTAR должен обладать способностью фокусировать рентгеновские лучи очень высокой энергии. Титан-44 - это радиоактивный изотоп, и при его распаде высвобождается гамма-излучение с энергией 68 кило-электронВольт (кэВ).

Существующие космические телескопы для наблюдений в рентгеновском спектре, такие как Рентгеновская обсерватория «Чандра» НАСА, могут фокусировать рентгеновские излучения с энергиями не более 15 кэВ.

Обычный объектив практически не способен фокусировать рентгеновские лучи. Стекло искривляет рентгеновские лучи очень незначительно, поэтому для стеклянных линз будет достаточным добиться искривления рентгеновских лучей, чтобы сфокусировать их; или же линзы должны быть настолько толстыми, чтобы они могли адсорбировать рентгеновские лучи.

Рентгеновские телескопы используют совершенно другие линзы. Оптическая система, получившая название оптики Вольтера-I, состоит из множества цилиндрических оболочек, причем каждая последующая оболочка чуть меньше предыдущей и вкладывается одна в другую. В итоге, оптическая система чем-то похожа на цилиндрическую слоистую структуру типа «луковицы», которая состоит из слоев, между которыми имеются небольшие промежутки.

Поступающие рентгеновские лучи проходят между этими слоями, которые направляют рентгеновские лучи в фокальную плоскость. Строго говоря, это не линза, потому что рентгеновские лучи отражаются от поверхностей вместо того, чтобы проходить через них таким же образом, как свет проходит через стеклянную линзу. Тем не менее, конечный результат у них одинаковый.

В оптической системе Вольтер-1 телескопа NuSTAR используется специальное покрытие, выполненное с очень высокой точностью «на уровне атомов», которое дает возможность слоям отражать рентгеновские лучи с высокими энергиями порядка 79 кэВ. Харрисон и её коллеги многие годы посвятили доведению до совершенства весьма тонкой технологии, применяемой при создании этих высокоточных слоев. Наряду с новым измерительным преобразователем, который может выдерживать такие высокие энергии, эти искусно выполненные высококачественные слои являются именно той особенностью, которая позволяет NuSTAR создавать изображения, фокусируя относительно неисследованные, высокоинтенсивные рентгеновские лучи.

Но открытия не прекратятся после исследования сверхновых. Излучением рентгеновских лучей высокой энергии сопровождается большинство экстремальных космических явлений, в том числе таких, как сверхмассивные черные дыры и блазары. NuSTAR откроет нам новое окно во Вселенную в самых её экстремальных точках.


Источник: Новости астрономии от NASA на руcском языке
00:20 15.12.2016



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Чем любовь отличается от влюблённости?

Чем любовь отличается от влюблён...

Многие люди и не задумываются над этим вопросом только лишь потому, что считают данные понятия тождественными. Но это ошибка. Давайте вместе убедимся в их полярности. Влюблённость, прежде всего, пред...
Широка страна моя родная…. Где провести отпуск? Солох-Аул

Широка страна моя родная…. Где п...

Когда лимит средств делает мечты о путешествии почти нереальными, нападает уныние и тоска, в голове возникают надоевшие образы душной квартиры и телевизора в качестве спутников летнего отпуска, уместн...
Вкусные рецепты: Блинные кулёчки с творогом,мёдом и карамелизироваными яблоками(День первый....), Суп кукурузно-молочный с креветками, Ирландский паштет

Вкусные рецепты: Блинные кулёчки...

Блинные кулёчки с творогом,мёдом и карамелизироваными яблоками(День первый....)Добрый день! С Широкой Масленицей,дорогие друзья!!! Печём блины,радуем семейство... Начала блинную неделю с кулёчков, зап...
Как узнать человека по походке?

Как узнать человека по походке?

Отпечатки пальцев, наша внешность, манера одеваться — все это отличает нас от других людей, делает нас непохожими на окружающих. Оказывается, человека можно узнать и по походке, недаром пое...
Мечтаете выучить несколько иностранных языков? Комментируйте статьи на «ШколеЖизни.ру» и выиграйте многоязычную версию словаря ABBYY Lingvo

Мечтаете выучить несколько иност...

Как выиграть приз, не прилагая для этого никаких усилий? Познавательный журнал «ШколаЖизни.ру» дарит такую возможность каждому читателю. Комментируйте наши статьи и станьте обладателем приятного подар...
Новые наблюдения за TrES-2b позволят обнаружить новую экзопланету

Новые наблюдения за TrES-2b позв...

Это открытие подтолкнуло к поискам других планет, например, по орбитальным искажениям, приписываемым гравитационным возмущениям, воздействующим на Меркурий. Однако ни одна из них так и не была обнаруж...
ПсихологияHi-TechФлора и фаунаРемонт и СтроительствоЗдоровье и МедицинаЕда, рецептыКультура и искусствоНаука и образованиеРабота и карьераДом и семьяИнтимная жизнь
Популярное:

О портале:

Наш портал является ресурсом, который включает в себя обширный список полезных и отличных статей. Каждый посетитель найдет для себя что-нибудь полезное. Адаптированный дизайн позволяет вам максимально быстро находить необходимую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех существующих планшетах. Теперь отыскать нужную информацию стало совершенно легко.

Мы собрали для вас познавательные и отличные статьи. На нашем сайте вы отыщите ответы на необходимые для вас вопросы. Простая система поиска дает возможность вам не тратя время отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на абсолютно любых электронных устройствах. Отныне, поиск требуемой информации будет занимать у вас считанные секунды.