.webp)
4 Minuten
Stebėjimas ir atradimas
Astronomai stebėjo netikėtai atvirą mirštančios masyvios žvaigždės vidinę dalį supernovoje SN2021yfj, kurią tyrėjai apibūdino kaip „labai nuskaidintą supernovą“. 2025 m. rugpjūčio 20 d. žurnale Nature publikuotame tyrime Steve Schulze (Northwestern University) ir bendradarbiai pranešė, kad aplinkžvaigždinę medžiagą, supančią SN2021yfj, sudaro daugiausia siliciu praturtintos dujos — sudėtis, kuri paprastai yra vos už kelių mėnesių nuo geležies branduolio degimo laiko ir retai pastebima supernovos išmetamuose sluoksniuose.
Atrankas suteikia retą tiesioginį priėjimą prie priešsupernovinės žvaigždės vidaus struktūros ir palaiko ilgalaikius žvaigždžių nukleosintezės bei branduolio žlugimo modelius. Keck observatorijos ir kitų įrenginių spektrinė analizė ir vaizdai leido identifikuoti cheminį parašą bei dujų apvalkalo greičio struktūrą aplink sprogimą. Šis aptikimas meta iššūkį mūsų supratimui, kiek giliai žvaigždės sluoksniai gali būti pašalinti prieš branduolio žlugimą, ir nurodo greitą masių netekimą ar dvigubos žvaigždės sąveiką kaip tikėtiną priežastį.
Žvaigždžių sintezė, sluoksniuotumas ir branduolio žlugimas
Kaip sintezė formuoja sluoksnius
Masyvios žvaigždės gamina energiją ir elementus per iš eilės einančias branduolinias sintezės stadijas. Vandenilis susilieja į helį milijonus metų; vėlesnėse stadijose susidaro anglis, neonas, deguonis, silicis ir galiausiai geležis. Kiekviena sintezės stadija veikia vis trumpesniu laiko mastu: pavyzdžiui, silicio degimas trunka dienas ar mėnesius, o vandenilio degimas gali trukti milijonus metų. Šios sekančios degimo fazės sukuria svogūno panašų elementų sluoksniavimą aplink branduolį.
Tuo pat metu žvaigždė praranda masę per žvaigždžių vėjus ar protrūkius. Paprastai aplinkžvaigždiniai apvalkalai, pastebėti aplink branduolio žlugimo supernovas, turi vandenį, helių ar anglies sluoksnius — ankstesnių, lėčiau degančių fazių produktus. Vidiniausi sluoksniai (neonas, deguonis, silicis) susiformuoja netrukus prieš sprogimą ir paprastai lieka arti žvaigždės paviršiaus, todėl juos retai stebime prieš supernovą.
Kas daro SN2021yfj išskirtine
Schulze ir kolegos nustatė, kad dujų apvalkalas, apšviestas SN2021yfj, neša chemijinį silicio parašą — tai reiškia, kad medžiaga iš itin arti geležies branduolio buvo išmesta prieš žvaigždei sprogstant. Įprastas stabilus žvaigždinis vėjas greičiausiai negali tokiu trumpu laiku pašalinti tokių gilių sluoksnių, todėl tikėtinas mechanizmas yra dvigubos žvaigždės sąveika: artimas palydovas gali greitai gravitaciškai nulupti išorinius sluoksnius, atverdami ir išmesdamas gilius, siliciu turtingus sluoksnius.
Silicio dominavimas aplinkžvaigždinėje medžiagoje yra reikšmingas, nes tai suteikia tiesioginį vėlyvųjų degimo modelių ir masės netekimo procesų patikrinimą. Rezultatas patvirtina teorines prognozes apie elementų gamybos seką masyvių žvaigždžių viduje ir rodo, kad tam tikromis sąlygomis vidiniai sluoksniai gali būti išmesti į kosmosą prieš branduolio žlugimą. Tai turi pasekmių, kiek ir kokių elementų branduolio žlugimo supernovos sugrąžina į taragalaktinę terpę — svarbūs duomenys galaktinei cheminių elementų evoliucijai ir planetų formavimuisi.
Pasekmės, technologijos ir tolesni žingsniai
Atrankas informuoja kelias astrofizikos sritis: žvaigždžių evoliuciją, dvigubų žvaigždžių dinamiką, nukleosintezės išeigas ir supernovų poveikį galaktoms. Tolimesni stebėjimai optinėse ir infraraudonųjų spektro juostose bei laiko serijos spektroskopija panašiems įvykiams padės kiekybiškai įvertinti, kaip dažnai pasitaiko ekstremalus sluoksnių nuskaidinimas ir ar kiti vidinių sluoksnių elementai (deguonis, neonas) taip pat išmetami. Būsimos įrenginių kartos ir dideli apžvalgos teleskopai, užtikrinantys greitą tranzientų aptikimą ir aukštos skiriamosios galios spektroskopiją, bus esminiai norint anksti užfiksuoti tokias epizodes.
Ekspertų įžvalga Dr. Maya Alvarez, stebimoji astrofizikė (fiktyvi), komentuoja: „SN2021yfj suteikia neįprastai tiesioginį vaizdą į masyvios žvaigždės paskutinius mėnesius. Jei dvigubų žvaigždžių nuskaidinimas bus patvirtintas ir daugiau atvejų, reikės patikslinti žvaigždžių evoliucijos modelius, kad jie apimtų greitą priešsupernovinį masės perdavimą ir jo poveikį nukleosintezės išeigoms.“
Išvada
SN2021yfj yra svarbus stebėjimo laimėjimas: jis parodo siliciu praturtintą medžiagą iš gilių masyvios žvaigždės sluoksnių, esančią aplinkžvaigždinio apvalkalo pavidalu prieš branduolio žlugimą. Rezultatas sustiprina teorinius sluoksniuotos branduolinės sintezės modelius, tuo pačiu akcentuodamas greito masės netekimo arba dvigubos sąveikos vaidmenį atverdant gilius žvaigždės sluoksnius. Supratimas, kaip supernovos išskiria tokius elementus kaip deguonis, silicis ir neonas, yra esminis aiškinant galaktinę cheminę evoliuciją ir sąlygas, leidusias susiformuoti planetoms — ir gyvybei.
Quelle: scitechdaily
Kommentar hinterlassen