Кассіопея A: титанічні вибухи спровоковані титаном

Вчені знайшли фрагменти титанових вибухів з відомої наднової. Це відкриття, зроблене за допомогою рентгенівської обсерваторії "Чандра" від НАСА, може стати важливим кроком у визначенні того, як саме вибухають деякі гігантські зірки.

Про це розповідається в прес-релізі рентгенівської обсерваторії "Чандра".

Дана робота базується на спостереженнях Чандри над залишками наднової, що називається Кассіопея A, розташованої в нашій галактиці приблизно за 11000 світлових років від Землі. Це один з наймолодших відомих залишків наднової, вік якого становить близько 350 років.

Протягом багатьох років вчені намагалися зрозуміти, як масивні зірки -- ті, маси яких приблизно в 10 разів більші за Сонце, -- вибухають, коли в них закінчується паливо. Цей результат дає неоціненну нову підказку.

"Вчені вважають, що більша частина титану, який використовується в нашому повсякденному житті -- наприклад, в електроніці або ювелірних виробах -- виробляється в результаті вибуху масивної зірки", - сказав Тосікі Сато з Японського університету Ріккьо, який очолив дослідження, яке вийшло в журналі Nature. "Однак до цього часу вчені так і не змогли вловити момент відразу після виготовлення стабільного титану".

Коли джерело ядерної енергії масивної зірки вичерпується, центр колапсує під дією сили тяжіння і утворює або щільне зоряне ядро, яке називається нейтронною зіркою, або, рідше, чорну діру. Коли створюється нейтронна зірка, внутрішня частина масивної зірки, що руйнується, відскакує від поверхні зоряного ядра, реверсуючи імплозію (вибух, спрямований всередину).

Тепло від цієї катаклізмічної події виробляє ударну хвилю -- подібно до звукового удару від надзвукового струменя, -- що мчить назовні через решту приреченої зірки, виробляючи нові елементи в результаті ядерних реакцій. Однак у багатьох комп'ютерних моделях цього процесу енергія швидко втрачається, і подорож ударної хвилі назовні застопорюється, запобігаючи вибуху наднової.

Останні тривимірні комп’ютерні симуляції дозволяють припустити, що нейтрино -- субатомні частинки з дуже малою масою -- вироблені при створенні нейтронної зірки, відіграють вирішальну роль у відведенні бульбашок, які прискорюються від нейтронної зірки. Ці бульбашки продовжують рухати ударну хвилю вперед, щоб спровокувати вибух наднової.

З новим дослідженням Касіопеї A, команда виявила потужні докази такого вибуху, спричиненого нейтрино. В даних Чандри вони виявили, що пальцеподібні структури, спрямовані в сторону від місця вибуху, містять титан і хром, що збігається із залишками заліза, раніше виявленими Чандрою. Умови, необхідні для створення цих елементів в ядерних реакціях, такі як температура і щільність, збігаються з умовами створення бульбашок при моделюваннях, які приводять в дію вибухи.

Новини за подібною темою:

		Спостереження "Вебба" за лінзованою надновою допомагає підтвердити теорію Габбла
		"Габбл" висвітлив наднову в далекій галактиці
		JWST встановив причину найяскравішого гамма-спалаху, але поглибив інше питання

Титан, який був знайдений Чандрою в Касіопеї A і який передбачений цими моделюваннями, є стабільним ізотопом елемента, тобто кількість нейтронів, що містяться в його атомах, означає, що він не змінюється внаслідок радіоактивності на інший, легший елемент. Раніше астрономи використовували телескоп NuSTAR від НАСА, щоб виявити нестабільний ізотоп титану в різних місцях Касіопеї А. Кожні 60 років приблизно половина цього ізотопу титану перетворюється на скандій, а потім кальцій.

"Ми ніколи раніше не бачили цієї сигнатури титанових бульбашок у залишку наднової -- результат, який був можливий лише за допомогою неймовірно чітких зображень від Чандри", - сказав співавтор Кейічі Маеда з Кіотського університету в Японії. "Наш результат є важливим кроком у вирішенні проблеми того, як ці зірки вибухають як наднові".

"Коли сталася наднова, фрагменти титану були вироблені глибоко всередині масивної зірки. Фрагменти проникли на поверхню масивної зірки, утворюючи край залишку наднової Касіопея A", - сказав співавтор Шигехіро Нагатакі з кластеру передових досліджень RIKEN в Японії.

Ці результати рішуче підтримують ідею вибуху, спричиненого нейтрино, для пояснення принаймні деяких наднових.

"Наше дослідження може стати найважливішим спостережним результатом, що перевіряє роль нейтрино у вибухах масивних зірок з часу виявлення нейтрино від Наднової 1987A", - заявив співавтор Такасі Йошида з Кіотського університету в Японії.

Астрономи використовували більше мільйона з половиною секунд, або більше 18 днів, часу спостереження Чандри за надновою Кассіопея А, між 2000 і 2018 роками. Кількість стабільного титану, виробленого в Касіопеї A, перевищує загальну масу Землі.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Наднові