"Чандра" розкрила внутрішній конфлікт зорі перед її вибухом

Згідно з новим дослідженням залишку наднової Кассіопеї А, проведеним за допомогою рентгенівської обсерваторії "Чандра", перед своїм вибухом внутрішня частина зорі вивернулася назовні.

Про відкриття повідомляють в NASA, передають OstanniPodii.com.

Понад триста років тому це була гігантська зоря, яка перебувала на межі самознищення. Нове дослідження показує, що за кілька годин до вибуху внутрішня частина зорі зазнала бурхливих змін. Ця остання перестановка в її нутрощах має велике значення для розуміння того, як вибухають масивні зорі та як поводяться їхні залишки після вибуху.

Кассіопея А (скорочено Cas A), що розташована за 11000 світлових років від Землі, була одним з перших об′єктів, на які телескоп "Чандра" звернув увагу після запуску у 1999 році, і астрономи неодноразово поверталися до її спостереження.

«Здається, що кожного разу, коли ми уважно вивчаємо дані "Чандри" про Cas A, ми дізнаємося щось нове та захопливе», — сказав Тошікі Сато з Університету Мейдзі в Японії, який очолював дослідження. «Тепер ми взяли ці безцінні рентгенівські дані, поєднали їх з потужними комп′ютерними моделями та виявили дещо надзвичайне».

У міру старіння масивних зірок у їхньому внутрішньому просторі в результаті ядерних реакцій утворюються все більш важкі елементи, створюючи шарувату структуру, схожу на цибулю. Зовнішній шар складається переважно з водню, за ним йдуть шари гелію, вуглецю та все більш важких елементів, що простягаються аж до центру зорі.

Як тільки в ядрі зорі починає утворюватися залізо, ситуація змінюється. Як тільки залізне ядро перевищує певну масу (приблизно у 1,4 раза більшу за масу Сонця), воно більше не може витримувати власну вагу та колапсує. Зовнішня частина зорі падає на ядро та відскакує назад, створюючи наднову з колапсом ядра.

Нове дослідження з використанням даних "Чандри" розкриває зміни, що відбулися в глибині зорі в останні миті її життя. Після більш ніж мільйона років, в останні години перед вибухом Cas A зазнала суттєвих змін.

«Наше дослідження показує, що безпосередньо перед колапсом зорі в Cas A частина внутрішнього шару з великою кількістю кремнію перемістилася назовні та прорвалася в сусідній шар з великою кількістю неону», — сказав співавтор дослідження Кай Мацунага з Кіотського університету в Японії. «Це бурхливе явище, під час якого зникає бар′єр між цими двома шарами».

Цей переворот не тільки спричинив переміщення матеріалу, багатого на кремній, назовні, але й змусив матеріал, багатий на неон, переміститися всередину. Команда виявила чіткі сліди цих зовнішніх потоків кремнію та внутрішніх потоків неону в залишках наднової Cas A. Невеликі області, багаті на кремній, але бідні на неон, розташовані поблизу областей, багатих на неон і бідних на кремній.

Збереження цих областей не тільки надає важливі докази потрясіння зорі, але й показує, що повне змішування кремнію та неону з іншими елементами не відбулося безпосередньо перед або після вибуху. Відсутність змішування передбачається детальними комп′ютерними моделями масивних зірок, що наближаються до кінця свого життя.

Ця внутрішня турбулентність всередині приреченої зорі має кілька важливих наслідків. По-перше, це може безпосередньо пояснити несиметричну, а не симетричну форму залишку Кас А в трьох вимірах. По-друге, несиметричний вибух і поле уламків могли дати потужний поштовх залишку ядра зорі, яке зараз є нейтронною зорею, що пояснює високу швидкість цього об′єкта.

Нарешті, сильні турбулентні потоки, створені внутрішніми змінами зорі, могли сприяти розвитку вибухової хвилі наднової, полегшуючи вибух зорі.

«Мабуть, найважливішим ефектом цієї зміни в структурі зорі є те, що вона могла сприяти самому вибуху», — сказав співавтор дослідження Хіроюкі Учіда, також з Кіотського університету. «Така остання внутрішня активність зорі може змінити її долю — чи буде вона світити як наднова, чи ні».

Ці результати були опубліковані в «The Astrophysical Journal» і доступні онлайн.

• Наднові
• обсерваторія Чандра