Более тяжелые звезды могут не взрываться как сверхновые, а просто тихо коллапсировать в черные дыры

Сверхновая -- это блестящее завершение жизни гигантской звезды. В течение короткого мгновения космического времени звезда делает последнее усилие продолжать сиять, но только угасает и разрушается внутрь себя. Конечный результат -- нейтронная звезда или черная дыра звездной массы. Мы привыкли считать, что все звезды выше десяти солнечных масс заканчивают свое существование сверхновой, но новое исследование показывает, что это не так.

Об этом рассказывает издание Universe Today.

В отличие от знаменитых сверхновых типа Ia, которые могут быть вызваны слиянием или взаимодействием двух звезд, крупные звезды подвергаются так называемой сверхновой с коллапсом ядра. Звезды выживают благодаря балансу тепла и давления против гравитации. По мере слияния все большего количества элементов, большая звезда должна генерировать тепло, сплавляя все более тяжелые элементы. В конце концов, это образует слои областей, в которых сливаются различные элементы. Но эта цепь может продолжаться только до железа. После этого слияние тяжелых элементов приводит к затратам энергии, а не ее к высвобождению. Поэтому, ядро ​​разрушается, создавая ударную волну, которая разрывает звезду.

В моделях больших умирающих звезд, сверхновые с коллапсом ядра возникают для звезд более 9-10 масс Солнца и примерно до 40-50 масс Солнца. Более этой массы звезды настолько массивные, что, скорее всего, они коллапсируют в черную дыру непосредственно, не превращаясь в сверхновую. Очень массивные звезды, порядка 150 солнечных масс и больше, могут взорваться как гипернова. Эти монстры взрываются не из коллапс ядра, а скорее из-за эффекта, известного как парная нестабильность, когда столкновения фотонов, образованных в ядре, создают пары электронов и позитронов.

Новое исследование предполагает, что верхний предел массы сверхновых с коллапсом ядра может быть значительно ниже, чем мы полагали. Команда исследователей изучила изобилие элементов у пары сталкивающихся галактик, известных как Arp 299. Поскольку галактики находятся в процессе столкновения, этот регион является центром сверхновых. В результате, изобилие элементов Arp 299 должно в значительной степени зависеть от элементов, выброшенных при взрывах сверхновых. Они измерили соотношение количества железа к кислороду и соотношение неона и магния к кислороду. Исследователи обнаружили, что соотношение Ne/O и Mg/O подобны солнечному, тогда как соотношение Fe/O было гораздо ниже солнечного уровня. Железо наиболее эффективно выбрасывается во Вселенную большими сверхновыми.

Соотношения, которые наблюдала команда, не соответствуют стандартным моделям коллапса ядра, но они обнаружили, что данные хорошо соответствуют моделям сверхновых, если исключить любые сверхновые с более 23-27 солнечных масс. Иными словами, если звезды коллапсируют в черные дыры выше примерно 27 масс Солнца, то модели и наблюдения согласуются.

Эта работа окончательно не доказывает, что верхний предел массы сверхновых меньше, чем мы полагали. Возможно также, что сверхновые производят более высокие уровни неона и магния, чем предусматривают модели. В любом случае, очевидно, что нам еще нужно многое узнать о последних предсмертных вздохах больших звезд.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.