"Чандра" раскрыла внутренний конфликт звезды перед ее взрывом
Согласно новому исследованию остатка сверхновой Кассиопеи А, проведенному с помощью рентгеновской обсерватории "Чандра", перед своим взрывом внутренняя часть звезды вывернулась наружу.
Об открытии сообщают в NASA, передают OstanniPodii.com.
Более трехсот лет назад это была гигантская звезда, которая находилась на грани самоуничтожения. Новое исследование показывает, что за несколько часов до взрыва внутренняя часть звезды претерпела бурные изменения. Эта последняя перестановка в ее недрах имеет большое значение для понимания того, как взрываются массивные звезды и как ведут себя их остатки после взрыва.
Кассиопея А (сокращенно Cas A), расположенная за 11000 световых лет от Земли, была одним из первых объектов, на которые телескоп "Чандра" обратил внимание после запуска в 1999 году, и астрономы неоднократно возвращались к ее наблюдению.
«Кажется, что каждый раз, когда мы внимательно изучаем данные "Чандры" о Cas A, мы узнаем что-то новое и увлекательное», — сказал Тошики Сато из Университета Мэйдзи в Японии, который возглавлял исследование. «Теперь мы взяли эти бесценные рентгеновские данные, объединили их с мощными компьютерными моделями и обнаружили нечто необычное».
По мере старения массивных звезд в их внутреннем пространстве в результате ядерных реакций образуются все более тяжелые элементы, создавая слоистую структуру, похожую на лук. Внешний слой состоит преимущественно из водорода, за ним следуют слои гелия, углерода и все более тяжелых элементов, простирающиеся вплоть до центра звезды.
Как только в ядре звезды начинает образовываться железо, ситуация меняется. Как только железное ядро превышает определенную массу (примерно в 1,4 раза большую массы Солнца), оно больше не может выдерживать собственный вес и коллапсирует. Внешняя часть звезды падает на ядро и отскакивает назад, создавая сверхновую с коллапсом ядра.
Новое исследование с использованием данных «Чандры» раскрывает изменения, произошедшие в глубине звезды в последние мгновения ее жизни. После более чем миллиона лет, в последние часы перед взрывом Cas A претерпела существенные изменения.
«Наше исследование показывает, что непосредственно перед коллапсом звезды в Cas A часть внутреннего слоя с большим количеством кремния переместилась наружу и прорвалась в соседний слой с большим количеством неона», — сказал соавтор исследования Кай Мацунага из Киотского университета в Японии. «Это бурное явление, во время которого исчезает барьер между этими двумя слоями».
Этот переворот не только вызвал перемещение материала, богатого кремнием, наружу, но и заставил материал, богатый неоном, переместиться внутрь. Команда обнаружила четкие следы этих внешних потоков кремния и внутренних потоков неона в остатках сверхновой Cas A. Небольшие области, богатые кремнием, но бедные неоном, расположены вблизи областей, богатых неоном и бедных кремнием.
Сохранение этих областей не только предоставляет важные доказательства потрясения звезды, но и показывает, что полное смешивание кремния и неона с другими элементами не произошло непосредственно перед или после взрыва. Отсутствие смешивания предполагается детальными компьютерными моделями массивных звезд, приближающихся к концу своей жизни.
Эта внутренняя турбулентность внутри обреченной звезды имеет несколько важных последствий. Во-первых, это может непосредственно объяснить несимметричную, а не симметричную форму остатка Кас А в трех измерениях. Во-вторых, несимметричный взрыв и поле обломков могли дать мощный толчок остатку ядра звезды, которое сейчас является нейтронной звездой, что объясняет высокую скорость этого объекта.
Наконец, сильные турбулентные потоки, созданные внутренними изменениями звезды, могли способствовать развитию взрывной волны сверхновой, облегчая взрыв звезды.
«Пожалуй, самым важным эффектом этого изменения в структуре звезды является то, что оно могло способствовать самому взрыву», — сказал соавтор исследования Хироюки Учида, также из Киотского университета. «Такая последняя внутренняя активность звезды может изменить ее судьбу — будет ли она светить как сверхновая или нет».
Эти результаты были опубликованы в «The Astrophysical Journal» и доступны онлайн.