Supernove so nekateri najbolj energičnih in najmočnejših dogodkov v opazovanem Vesolju. In čeprav vemo, da so supernove odgovorne za ustvarjanje težkih elementov, potrebnih za vse, od planetov do ljudi do električnega orodja, so se znanstveniki dolgo borili, da bi določili mehaniko za nenadnim kolapsom in poznejšo eksplozijo ogromnih zvezd.
Zdaj, zahvaljujoč NASA-in misiji NuSTAR, imamo svoje prve trdne napotke o tem, kaj se zgodi, preden se zvezda razmahne.
Zgornja slika prikazuje ostanek supernove Kasiopeja A (ali krajši Cas A) s podatki NuSTAR v modri barvi in opazovanji iz rentgenskega observatorija Chandra v rdeči, zeleni in rumeni barvi. To je udarna vala, ki je ostala od eksplozije zvezde, približno 15 do 25-krat bolj množična od našega Sonca pred 330 leti * in sveti v različnih valovnih dolžinah svetlobe, odvisno od temperatur in vrst prisotnih elementov.
Prejšnja opazovanja s Chandro so pokazala, da se emisije rentgenskih žarkov iz razširjenih školjk in nitk vročega plina, bogatega z železom, v Cas A, vendar niso mogle pogledati dovolj globoko, da bi bolje razumele, kaj je znotraj strukture. Šele, ko je Nasa Nuklearni spektroskopski teleskopski sklop - to je NuSTAR za tiste, ki vedo, - ni pokazal rentgenskega vida na Cas A, da bi lahko našli manjkajoče koščke sestavljanke.
Narejene so iz radioaktivnega titana.
Narejenih je bilo veliko modelov (ki uporabljajo milijone ur superračunalniškega časa), da bi poskušali razložiti supernove. Eno vodilnih je zvezdo raztrgalo močne curke, ki streljajo z njenih polov - nekaj, kar je povezano s še močnejšimi (vendar osredotočenimi) eksplozijami gama žarkov. Vendar se ni zdelo, da so bili letali Cas A, ki ne kaže elementarnih ostankov v svojih reaktivnih strukturah… in poleg tega modeli, ki se zanašajo samo na letale, niso vedno povzročili supernove supernove.
Kot kaže, prisotnost asimetričnih gruč radioaktivnega titana globoko v lupinah Cas A, ki jih je NuSTAR razkril na visokoenergijskih rentgenskih žarkih, kaže na presenetljivo drugačen proces: "razbitje" materiala znotraj potomca. zvezda, ki zažene šok valovanje, na koncu ga raztrga.
Oglejte si animacijo, kako poteka ta postopek:
Posek, ki se zgodi v časovnem obdobju nekaj sto milisekund - dobesedno na trenutek očesa - je podoben vreli vodi na štedilniku. Ko mehurčki prebijejo površino, para izbruhne.
Samo v tem primeru izbruh povzroči noro močno detonacijo celotne zvezde, ki eksplodira udarno valovanje visokoenergijskih delcev v medzvezdni medij in razprši periodično tabelo težkih elementov v galaksijo.
V primeru Cas A je bil iztisnjen titan-44, v gručah, ki odmevajo po obliki prvotne asimetrije drsenja. NuSTAR je bil sposoben posneti in preslikati titan, ki žare v rentgenskih žarkih zaradi njegove radioaktivnosti (in ne zato, ker se segreva s širjenjem udarnih valov, kot drugi lažji elementi, vidni Chandra.)
"Dokler nismo vzpostavili NuSTAR-a, nismo mogli zares videti v jedru eksplozije," je med NASA-ino telekonference 19. februarja dejal astronom iz Caltecha Brian Grefenstette.
"Prej je bilo težko razlagati, kaj se dogaja v Cas A, saj material, ki smo ga lahko videli, žare samo na rentgenskih žarkih, ko se segreje. Zdaj, ko lahko vidimo radioaktivni material, ki sveti na rentgenskih žarkih, ne glede na vse, dobimo popolnejšo sliko o tem, kaj se je dogajalo v jedru eksplozije. "
- Brian Grefenstette, glavni avtor, Caltech
Ok, tako super, pravite. Nasina NuSTAR je našla sijaj titana v ostankih razgaljene zvezde, Chandra je videl nekaj železa, in vemo, da ga je podrl in "zavrel" del sekunde, preden je eksplodiral. Pa kaj?
"Zdaj bi morali to skrbeti," je dejal astronom Robert Kirshner iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko. "Supernove tvorijo kemične elemente, tako da če ste kupili ameriški avtomobil, ga v Detroitu niso izdelali pred dvema letoma; atomi železa v tem jeklu so bili izdelani v starodavni eksploziji supernove, ki se je zgodila pred petimi milijardami let. In NuSTAR kaže, da je bil v tej eksploziji narejen tudi titan, ki je v nadomestnem kolku vašega strica Jaka.
"Vsi smo zvezdni prah, in NuSTAR nam kaže, od kod prihajamo. Vključno z našimi nadomestnimi deli. Torej bi morali skrbeti za to ... in tudi za strica Jacka. "
NuSTAR bo lahko raziskal le supernove, ki se bodo zrušile v jedru. Pregledali bomo tudi druge vrste supernov - v primeru SN2014J, tipa Ia, ki so ga januarja opazili v M82, tudi takoj, ko se pojavijo.
"Vemo, da gre za vrsto bele pritlikave zvezde, ki eksplodira," je glavna raziskovalka NuSTAR-a Fiona Harrison med telekonferenco odgovorila za revijo Space Magazine. "To je zelo vznemirljiva novica ... NuSTAR že tedne gleda na [SN2014J] in upamo, da bomo lahko kaj povedali tudi o tej eksploziji."
Eden najdragocenejših dosežkov najnovejših ugotovitev NuSTAR je postavitev novega niza opazovanih omejitev, ki jih je treba postaviti na prihodnje modele supernov, ki se rušijo v jedru ... let po tem.
"NuSTAR je pionirska znanost in pričakovati morate, da se vam bo ob novih rezultatih odprlo toliko vprašanj, kot ste odgovorili," je dejal Kirshner.
NuSTAR, ki je bil predstavljen junija 2012, je prvi trdi rentgenski teleskop, ki usmerja orbito na Zemljo, in prvi teleskop, ki je sposoben izdelati zemljevide radioaktivnih elementov v ostankih supernove.
Več o objavi novic o JPL si preberite tukaj, celotne tiskovne konference pa poslušajte tukaj.
* Ker Cas A prebiva 11.000 svetlobnih let od Zemlje, bi bil dejanski datum supernove približno 11.330 let. Dajte ali vzemite nekaj.
