Keplera kosmiskā teleskopa supernovas pārsteigums

By | 5 decembra, 2022

Supernovas ir zvaigžņu sprādzieni, kas vēsta par zvaigžņu nāvi, un tie var būt tik izcili, ka uz īsu brīdi var apžilbināt visu savu galaktiku. Īpaša supernovu klase, ko sauc Ia tipsizrādījās būtisks instruments svarīgajā atklājumā tumšā enerģija– noslēpumains spēks, kas liek Visumam paātrināt tā izplešanos un veido lauvas tiesu no Kosmosa masas enerģijas komponenta. Tomēr process, kas izraisa Ia tips supernovu uzliesmojumi ir palikuši kosmisko proporciju mīkla. Tomēr astronomi Amerikas Astronomijas biedrības (AAS) 2014. gada janvāra ziemas sanāksmē, kas notika ārpus Vašingtonas, Nacionālajā Harborā, Merilendas štatā, paziņoja, ka NASA neveiksmīgi, bet tomēr ļoti veiksmīga planētu meklēšana. Keplera kosmiskais teleskops bija izdevies pārsteidzoši atklāt divus Ia tips supernovu sprādzieni, kas valdzinoši atklāj to noslēpumaino izcelsmi.

The Keplers misija bija pirmais kosmosa teleskops, kas tika palaists un kas spēja atklāt Zemes izmēra eksoplanētas mūsu galaktikas apkaimē, kas atrodas to zvaigznēs. apdzīvojama zona. Vairāk nekā 75% no 3500 eksoplanetu kandidātiem, ko pamanīja Keplers sporta izmēri, sākot no Zemes līdz Neptūnam.

The apdzīvojama zona ap zvaigzni ir tas “tieši īstais” Goldilocks reģions, kur ūdens dzīvību mīlošā šķidrā stāvoklī var pastāvēt uz orbītas pasaules. Tur, kur pastāv šķidrs ūdens, var attīstīties arī dzīvība, kādu mēs to zinām! Tas nenozīmē, ka dzīvība noteikti pastāv tik laimīgā ūdeņainā pasaulē, bet tas nozīmē, ka tāda iespēja pastāv.

Keplerskas tika palaists 2009. gada 7. martā no Kanaveralas zemesraga, Floridas štatā, tās galvenais uzdevums bija skatīties uz vairāk nekā 100 000 zvaigznēm, meklējot nelielus kritumus to spilgtumā, ko izraisīja tranzītā planētas. Keplersīpašas nozīmes kosmosa kuģis, tika izstrādāts, lai precīzi izmērītu šīs niecīgās šo tālu zvaigžņu gaismas izmaiņas, meklējot svešas planētas, kas izraisa smalku kritumu to spožajā, ugunīgajā gaismā.

Visus četrus misijas gadus, Keplers nerimstoši skatījās uz vienu debess pleķīti, ik pēc pusstundas apkopojot spilgtuma mērījumus. Dažkārt teleskops nejauši pamanīja nelielas zvaigznes spožuma kritumus, norādot, ka planētas ir izveidojušas tranzīts–tas ir, pagāja priekšā vecāku zvaigznes mirdzošajai sejai. Diemžēl, Keplers misija priekšlaicīgi beidzās, kad 2013. gada maijā sabojājās kāds tās aprīkojums.

2009. gada beigās Dr. Roberts Ollings, Merilendas universitātes astronoms Koledžparkā, sāka domāt par ko Keplers tas varētu būt spējīgs, ja tas arī pievērstos galaktikām. Dr. Ollings, kurš pēta supernovas un melnos caurumus, saprata, ka, tāpat kā zvaigznes, galaktikas mirdz ar relatīvi nemainīgu spilgtumu. Tomēr, ja notiek kāds neparasts notikums, piemēram, rijīga melnā cauruma neprāts vai milzu zvaigznes liktenīgs sprādziens, galaktikas spožums var ievērojami pastiprināties. Pēc Dr. Ollings un divi viņa kolēģi Dr. Ričards Mušotskis un Dr. Edvards Šaija, arī no Merilendas universitātes, iesniedza priekšlikumu Keplers komanda, teleskops sāka skatīties uz 400 galaktikām, kas dejo apkārt tā redzes laukā.

Kāds sprādziens!

Lielākā daļa supernovu uzsprāgst, kad eksplodē un “mirst” vientuļa zvaigzne. Bieži vien supernovas priekštece ir smaga zvaigzne ar masīvu kodolu, kas sver aptuveni 1,4 Saules masas. Tas ir tas, ko sauc par Chandrasekhar ierobežojums. Mazākas, mazāk smagas zvaigznes — kā mūsu pašu Saule — parasti neiet bojā sprādzienbīstamu supernovu sprādzienu vardarbībā, tāpat kā to masīvākie zvaigžņu radinieki. Mazas zvaigznes, tāpat kā mūsu Saule, daudz “saudzīgāk ieiet tajā ar labu nakti” un iet bojā relatīvā mierā un lielā skaistumā. Mūsu Saule šajā brīdī ir ļoti parasta un diezgan sīka (pēc zvaigžņu standartiem), galvenā secība (ūdeņradi dedzinoša) zvaigzne. Mūsu dienas debesīs tā parādās kā liela, burvīga, izcili mirdzoša zelta sfēra. Ir astoņas galvenās planētas, daudz valdzinošu pavadoņu un bagātīgs citu, mazāku ķermeņu klāsts, kas riņķo ap mūsu Sauli, kas laimīgi mīt lielas, majestātiskas, spirālveida galaktikas, mūsu Piena Ceļa, tālākajā priekšpilsētā. Mūsu Saule nedzīvos mūžīgi. Tāpat kā visas zvaigznes, arī tai ir lemts kādā brīdī iet bojā, bet mūsu Saules gadījumā ne uz ilgu laiku. Zvaigzne ar mūsu Saules relatīvi mazo masu var “dzīvot” apmēram 10 miljardus gadu, laimīgi sapludinot tās kodola ūdeņradi smagākos atomu elementos procesā, ko sauc. zvaigžņu nukleosintēze.

Tomēr mūsu Saule pašlaik nav atlecošs zvaigžņu mazulis. Patiesībā tā ir pusmūža zvaigzne. Tomēr tas piedzīvo aktīvu dzīves vidusposmu un joprojām ir pietiekami pārpilns, lai vēl aptuveni 5 miljardus gadu varētu jautri sakausēt savā kodolā ūdeņradi. Mūsu Saule pašlaik ir aptuveni 4,56 miljardus gadu veca — tā nav jauna pēc zvaigžņu standartiem, taču tā nav arī gluži veca.

Kad zvaigznēm, piemēram, mūsu Saulei, beidzot ir izdevies sapludināt lielāko daļu no ūdeņraža krājumiem, tās sāk kļūt mirdzošas, pietūkušas. sarkanās milzu zvaigznes. Tagad vecajai Saulei līdzīgajai zvaigznei ir hēlija sirds, ko ieskauj apvalks, kurā ūdeņradis joprojām tiek sakausēts hēlijā. Apvalks uzpūšas uz āru, un zvaigznes mirstošā sirds kļūst arvien lielāka, zvaigznei kļūstot vecākai. Tad pati hēlija sirds sāk sarauties zem sava svara un kļūst arvien karstāka un karstāka, līdz beidzot tā centrā ir kļuvusi tik karsta, ka hēlijs tagad ir saplūdis vēl smagākā atoma elementā. ogleklis. Saulei līdzīgā, mazā zvaigzne beidzas ar mazu, ārkārtīgi karstu sirdi, kas izdala vairāk enerģijas nekā sen, kad tā bija jaunāka. galvenā secība zvaigzne. Vecāka gadagājuma, mirstošas ​​zvaigznes ārējie slāņi ir uzpūtušies līdz riebīgiem apmēriem. Mūsu pašu Saules sistēmā, kad mūsu Saule beidzot ir aizgājusi Sarkanais milzis, tas kanibalizēs dažus no saviem planētu bērniem — vispirms Merkūru, tad Venēru — un tad (varbūt) Zemi. Temperatūra pie liesmojošās virsmas šī drausmīgā Sarkanais milzis būs ievērojami vēsāks nekā tad, kad mūsu Saule vēl bija burvīga, jauna, dinamiska galvenā secība maza, maza Zvaigzne!

Mazo zvaigžņu, piemēram, mūsu Saules, relatīvi maigajām nāvēm ir raksturīga to ārējo gaismas daudzkrāsainu gāzu slāņu maiga uzpūšanās, un šie objekti ir tik satriecoši skaisti, ka tos bieži sauc par “Kosmosa tauriņiem, ” apburti astronomi.

Mūsu Saule mirs šādā veidā — ar salīdzināmu mieru un lielu skaistumu. Tas ir tāpēc, ka mūsu Saule ir vientuļa. Saules līķis būs neliela, blīva zvaigžņu palieka, ko sauc par a baltais pundurisun tā apvalks būs mirdzošs Kosmiskais “tauriņš”.

Tomēr notiek kaut kas pavisam citāds, ja maza Saules tipa zvaigzne dzīvo binārā sistēmā ar citu māsas zvaigzni. Māsas zvaigzne rupji iejaucas sava brāļa un māsas dārgajā, mierīgajā vientulībā, un šajā gadījumā mirstošā mazā zvaigzne kļūst par supernovu — gluži kā tās masīvākais zvaigžņotais brālēns, kad viņi sasniedz zvaigžņu ceļa galu.

Supernovas pārsteigums!

Keplers dati atklāja vismaz piecas un, iespējams, astoņas supernovas divu gadu laikā. Vismaz divi no viņiem arī tika identificēti Ia tips, un to gaisma tika tverta detalizētākā laikā nekā jebkad agrāk. Šī jaunā informācija palielina šīs teorijas ticamību Ia tips supernovas rodas divu apvienošanās rezultātā baltie punduri– Zemes lieluma, ārkārtīgi blīvas Saulei līdzīgu zvaigžņu relikvijas. Šis jaunais atklājums liek apšaubīt vecāko, ilggadējo modeli Ia tips supernovas ir vienatnes rezultāts baltais punduris malkojot materiālu no pavadošās māsas zvaigznes un upura. Pavadošā zvaigzne varētu būt vai nu a galvenā secība Saulei līdzīga zvaigzne, vai vecs, uzpūties sarkanais milzis.

Šī jaunā informācija bija pārsteidzošs atklājums Keplers– kura galvenais mērķis bija medīt svešas planētas, skatoties uz zvaigznēm mūsu galaktikas apkaimē. Kosmosa teleskopa redzeslaukā dejoja arī attālās galaktikas, un tā panākumi, vācot datus ik pēc pusstundas, kā arī tā jutība pret ļoti nelielām spilgtuma izmaiņām, padarīja to ideāli piemērotu, lai reģistrētu supernovu sprādzienu laikā izstarotās gaismas pieaugumu un kritumu. .

Dr. Ollingam paveicās pamanīt duetu Ia tips supernovas pēc divus gadus ilgas izpētes par aptuveni 400 galaktikām Keplera lauks. Viņš ziņoja par savu atklājumu 2014. gada 8. janvārī AAS ziemas sanāksmē. “Nav tehnisks tour de force, to ir ļoti forši izmantot Keplers par vairāk, nekā bija paredzēts,” AAS sanāksmē presei sacīja doktors Roberts P. Kiršners. Dr. Kiršners ir astronoms Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centrā Kembridžā, Masačūsetsā.

Dažos veidos savāktie dati ir elementāri. Tas ir tāpēc, ka tie sastāv tikai no spilgtuma mērījumiem, tāpēc astronomi nevar aprēķināt tādas detaļas kā divas struktūras Ia tips sprādzieni un ķīmiskais sastāvs, ko viņi vardarbīgi izmeta kosmosā. Keplers arī nosūtīja datus atpakaļ uz Zemi tikai reizi trijos mēnešos. Tā kā pēc vairāku nedēļu spožuma supernovas kļūst blāvas, astronomi nevarēja pavērst citus teleskopus uz supernovām, kuras Keplers bija pamanījuši, lai savāktu pilnīgākus novērojumus.

Ia tips sprādzieni ir visbiežāk novērotā supernovas forma. Keplera dati sniedza vērtīgu pavedienu par to, kas izraisa šos zvaigžņu sprādzienus. The Keplers dati palīdz astronomiem atšķirt divus konkurējošus supernovu scenārijus. Abi pieprasa, lai a baltais punduris uzkrāj zvaigžņu materiālus no pavadoņa, līdz spiediens izraisa bēguļojošu kodoltermisko sprādzienu. Tomēr pavadošajā modelī izplešas materiāla apvalks no baltais punduris ietriektos māsas zvaigznē. Tas izdalītu papildu siltumu un gaismu, kas parādītos kā izciļņa pirmajās supernovas gaišuma dienās. Tomēr šāds pumpis netika manīts Dr. Ollinga randiņš.

Tas būtībā izslēdz sarkanais milzis pavadoņi, Dr. Ollings AAS sanāksmē paskaidroja, jo šīs lielās, uzpūstās, vecāka gadagājuma zvaigznes radītu jauku lielu bumbuli. Tomēr dati joprojām varētu būt saderīgi ar mazāku, Saulei līdzīgu kompanjonu modeli, atzīmēja Dr. Daniels Kasens presei 2014. gada 14. janvārī Dr. Kasens ir astronoms Kalifornijas Universitātē Bērklijā un līdzstrādnieks ar Dr. Ollings par aptauju. Šīs salīdzinoši mazās zvaigznes ne tikai radītu mazāku izciļņu, bet arī to varētu pilnībā neievērot atkarībā no novērotāja viedokļa, saka Dr. Kasens turpināja skaidrot.

Uz ilgu laiku, modelis Ia tips supernovas, ko izraisa saplūšana baltie punduri nebija īpaši populārs astronomu vidū, jo tika uzskatīts, ka apvienošanās beigu posmi norisinās ļoti lēni — tūkstošiem gadu. Šāda pakāpeniska materiāla uzkrāšanās, visticamāk, novestu pie a neitronu zvaigzne. Tomēr 2010. gadā simulācijas liecināja, ka šādas apvienošanās varētu notikt daudz ātrāk — dažu sekunžu vai minūšu laikā, un tas ļautu dramatiski, pēkšņām spiediena izmaiņām, kas izraisa šādu sprādzienu.

Tomēr apvienošanās scenārijā var rasties dažas problēmas. Dr. Kreigs Vīlers atzīmēja 2014. gada 14. janvāra numurā Dabas ziņas ka apvienošanās simulācijas bieži uzrāda ļoti asimetriskus sprādzienus – tomēr novērojumi līdz šim šķiet sfēriskāki. Dr. Vīlers ir supernovas teorētiķis Teksasas Universitātē Ostinā.

Dr. Ollings uzskata, ka ir svarīgi veikt vienlaicīgus novērojumus, izmantojot uz zemes balstītus tvērumus. Tas ir tāpēc, ka Keplers var reģistrēt tikai spilgtumu un nevar sadalīt gaismu spektros. Tomēr, lai to izdarītu, Keplers jānorāda pretējā virzienā. Dr. Ollings cer, ka Keplers komanda to atļaus, kad NASA atklāj savus nākotnes plānus saistībā ar bojāto kosmosa kuģi 2014. gada vasarā.

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *