În urmă cu aproximativ 11.300 de ani, o stea masivă s -a aruncat pe vârful anihilării. A pulsat cu energie în timp ce și -a expulzat straturile exterioare, vărsând materialul în spațiu. În cele din urmă, a explodat ca supernova, iar rămășița sa este una dintre cele mai studiate rămășițe supernove (SNR). Se numește Cassiopeia a (CAS a) și noile observații cu telescopul cu raze X Chandra dezvăluie mai multe detalii despre dispariția sa.
Steaua progenitoare a CAS A a avut între aproximativ 15 până la 20 de mase solare, deși unele estimări variază până la 30 de mase solare. Probabil a fost un supergiant roșu, deși există dezbateri despre natura sa și calea pe care a urmat -o pentru a exploda ca supernova. Unii astrofizici cred că ar fi fost un Steaua Wolf-Rayet.
În orice caz, a explodat în cele din urmă ca o supernove de colaps de bază. Odată ce a construit un miez de fier, steaua nu mai putea să se sprijine și să explodeze. Lumina din dispariția lui Cas A a ajuns Pământ în jurul anilor 1660.
Nu există înregistrări definitive ale observatorilor care au văzut explozia supernovei pe cer, dar astronomii au studiat CAS a SNR în detaliu în timpuri moderne și pe mai multe lungimi de undă.
Noile cercetări în Jurnalul Astrofizic explică noile descoperiri ale lui Chandra. Este intitulat “Amestecare stelară neomogenă în ultimele ore înainte de Cassiopeia o supernove“Autorul principal este Toshiki Sato de la Universitatea Meiji din Japonia.
„Se pare că de fiecare dată când ne uităm îndeaproape la datele Chandra ale CAS A, învățăm ceva nou și interesant”, a spus autorul principal Sato într -un Comunicat de presă. „Acum am luat aceste date de raze X de neprețuit, le-am combinat cu modele puternice de computer și am găsit ceva extraordinar.”
Una dintre problemele legate de studierea supernovelor este că exploziile lor eventuale sunt ceea ce ne declanșează observațiile. O înțelegere detaliată a momentelor finale înainte de exploderea unei supernove este dificil de obținut. „În ultimii ani, teoreticienii au acordat multă atenție proceselor interioare finale din cadrul stelelor masive, deoarece pot fi esențiali pentru dezvăluirea mecanismelor de supernove conduse de neutrino și pentru alte potențiale tranzitorii de prăbușire a stelelor masive”, scriu autorii în lucrarea lor. “Cu toate acestea, este dificil să observăm direct ultimele ore ale unei stele masive înainte de explozie, deoarece este evenimentul Supernova care declanșează începutul unui studiu observațional intens.”
Conducerea până la explozia SN a unei stele masive implică nucleosinteza unor elemente din ce în ce mai grele mai adânc în interiorul său. Stratul de suprafață este hidrogen, apoi heliul este alături, apoi carbon și chiar elemente mai grele sub straturile exterioare. În cele din urmă, vedeta creează fier. Dar fierul este o barieră pentru acest proces, deoarece, în timp ce elementele mai ușoare eliberează energie atunci când fuzionează, fierul necesită mai multă energie pentru a suferi o fuziune suplimentară. Fierul se acumulează în miez și, odată ce miezul atinge aproximativ 1,4 mase solare, nu există suficientă presiune exterioară pentru a preveni prăbușirea. Gravitatea câștigă, miezul se prăbușește, iar vedeta explodează.
Observațiile lui Chandra, combinate cu modelarea, oferă astrofizicienilor o privire în interiorul vedetei în ultimele sale momente înainte de prăbușire.
„Cercetările noastre arată că chiar înainte de vedeta din CAS, o prăbușită, parte dintr-un strat interior cu cantități mari de siliciu a călătorit spre exterior și a intrat într-un strat vecin, cu o mulțime de neon”, a spus coautorul Kai Matsunaga de la Universitatea Kyoto din Japonia. “Acesta este un eveniment violent în care bariera dintre aceste două straturi dispare.”
Rezultatele au fost de două ori. Materialul bogat în siliciu călătorea spre exterior, în timp ce materialul bogat în neon călătorea spre interior. Acest lucru a creat amestecarea neomogenă a elementelor, iar regiunile mici bogate în siliciu au fost găsite în apropierea unor mici regiuni bogate în neon.
Aceasta face parte din ceea ce cercetătorii numesc o „fuziune de shell”. Ei spun că este faza finală a activității stelare. Este o ardere intensă în care coaja arzătoare de oxigen înghite carbonul exterior și coaja care ardea neon adânc în interiorul interiorului stelei. Acest lucru se întâmplă cu doar câteva momente înainte ca vedeta să explodeze ca supernova. „În stratul convectiv violent creat de fuziunea Shell, NE, care este abundent în stratul bogat în O, este ars pe măsură ce este tras spre interior, iar Si, care este sintetizat în interior, este transportat spre exterior”, explică autorii în cercetările lor.
Regiunile bogate în silicon și bogate în silicon sunt dovezi ale acestui proces. Autorii explică că siliciul și neonul nu s -au amestecat cu celelalte elemente, nici imediat înainte, fie imediat după explozie. Deși modelele astrofizice au prezis acest lucru, nu a fost niciodată observat până acum. „Rezultatele noastre oferă primele dovezi observaționale conform cărora procesul final de ardere stelară modifică rapid structura internă, lăsând o asimetrie pre-Supernova”, explică cercetătorii în lucrarea lor.
Timp de zeci de ani, astrofizicienii au crezut că exploziile SN sunt simetrice. Observațiile timpurii au susținut ideea, iar ideea de bază din spatele supernoverelor Core-Colapse au susținut și simetrie. Dar această cercetare schimbă înțelegerea fundamentală a exploziilor de supernove ca fiind asimetrice. „Coexistența regiunilor ejecta compacte atât în regimurile„ bogate în O-/NE ”, cât și în„ O-/Si ”, implică faptul că fuziunea nu a omogenizat pe deplin stratul bogat în O înainte de colaps, lăsând în urmă în urmă, cercetătorii în concluzia lor.
Această asimetrie poate explica, de asemenea, modul în care stelele de neutroni rămași în urmă obțin lovitura accelerației și duc la Stele cu neutroni cu viteză mare.
Aceste momente finale din viața unei supernove pot declanșa și explozia în sine, potrivit autorilor. Turbulența creată de agitația interioară poate să fi ajutat explozia stelei.
„Poate cel mai important efect al acestei schimbări în structura vedetei este că poate a ajutat la declanșarea exploziei în sine”, a declarat coautorul Hiroyuki Uchida, de la Universitatea Kyoto. “O astfel de activitate internă finală a unei stele își poate schimba soarta – indiferent dacă va străluci ca supernova sau nu.”
“Multă vreme în istoria astronomiei, a fost un vis să studiem structura internă a stelelor”, scriu cercetătorii în concluzia lucrării lor. Această cercetare le -a oferit astrofizicienilor o privire critică asupra momentelor finale ale unei stele progenitoare înainte de explozie. „Acest moment nu numai că are un impact semnificativ asupra soartei unei stele, dar creează și o explozie de supernove mai asimetrică”, concluzionează ei.
versiune originală din acest articol a fost publicat pe Universul astăzi.