Αναγνώριση της ηλεκτρονικής συλλογής σουπερνόβα

Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, τα αστέρια συνδυάζουν το υδρογόνο στην καρδιά τους για να σχηματίσουν ήλιο, το οποίο στη συνέχεια σχηματίζει σταδιακά βαρύτερα και βαρύτερα συστατικά. Όταν καταναλώνεται όλο το καύσιμο τους, φτάνουν στο τέλος της ζωής τους, και ανάλογα με την αρχική τους μάζα, εξελίσσονται σε έναν κόκκινο γίγαντα και έπειτα σε έναν λευκό νάνο ή μια υπέροχη έκρηξη, ένα σπάνιο αλλά γνωστό φαινόμενο: ένα σουπερνόβα.

Αλλά υπάρχουν διαφορετικοί τύποι σουπερνόβα, συμπεριλαμβανομένων των υπερκαινοφανών δέσμευσης ηλεκτρονίων. Αυτά προέρχονται από αστέρια που ανήκουν στον υπερσυμμετρικό κλάδο των γιγάντων, δηλαδή υπάρχει μάζα μεταξύ οκτώ και δέκα ηλιακών μαζών. Μέχρι τότε, αυτοί οι τύποι σουπερνόβα είχαν αναφερθεί θεωρητικά μόνο τη δεκαετία του 1980. Φυσική αστρονομίαΜε επικεφαλής τους αστρονόμους στο εργαστήριο Los Compress στην Καλιφόρνια, το SN 2018zd Supernova είναι ο τέλειος υποψήφιος για αυτήν τη μικρή κατηγορία. Χάρη σε μια διεθνή συνεργασία στο πλαίσιο του έργου Global Supernova, η ταυτότητά του είναι το αποτέλεσμα μιας τριετούς μελέτης.

Στην καρδιά των αστεριών βρίσκεται μια συνεχής μάχη μεταξύ της βαρύτητας και των εσωτερικών πιέσεων

Τα αστέρια διατηρούνται ζωντανά λόγω της βέλτιστης ισορροπίας μεταξύ των δυνάμεων της βαρύτητας, η οποία τείνει να παραμορφώνει τη μάζα του ίδιου του άστρου, και η εσωτερική πίεση, σε αντίθεση, τείνει να αποβάλει τα στρώματα του άστρου. Στον πυρήνα τους, συνδυάζουν τα βαρύτερα και βαρύτερα συστατικά με την πυρηνική σύντηξη, ένα γεγονός που σταματά όταν η θερμοκρασία δεν επιτρέπει πλέον τη διατήρηση της αντίδρασης. Κάτω από την επίδραση της βαρύτητας η καρδιά αρχίζει να σπάει από μόνη της, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας μέσα στο αστέρι. Στη συνέχεια μπορεί να συνεχίσει την αστρική νουκλεοσύνθεσή της – τον σχηματισμό πυρήνων από πυρηνικές αντιδράσεις – χάρη σε αυτήν την αύξηση της θερμοκρασίας και η αστρική εξέλιξή της μπορεί να συνεχιστεί. Ανάλογα με την αρχική μάζα του αστεριού, τα στοιχεία που καταφέρνει να ενσωματώσει θα ποικίλλουν, από το μεγαλύτερο στο μεγαλύτερο σίδερο.

Τέλος, όταν ένα τεράστιο αστέρι φτάσει στο τέλος της ζωής του, συμβαίνει ένα γεγονός μεγάλης κλίμακας: ένα σουπερνόβα. Το αστέρι καταρρέει από μόνο του, εκδιώκοντας τα ανώτερα στρώματά του, αλλά η καρδιά του γίνεται αστέρι νετρονίων ή μαύρη τρύπα. Αλλά εάν η έκρηξη που αναφέρεται σε αυτόν τον όρο είναι κοινή σε όλους τους τύπους σουπερνόβων, οι ανάντη μηχανισμοί θα ποικίλλουν ανάλογα με την αρχική μάζα του άστρου.

Ο τύπος σουπερνόβα γνωστός ως Τύπος II, τα αρχικά αστέρια είναι μεταξύ 8 και 40 ηλιακών μαζών. Όσο για αυτά τα αστέρια, ας μιλήσουμε για την υπερκαινοφανή που κόβει την καρδιά. Συνδυάζει διάφορους υποτύπους, ειδικά τους αγαπημένους μας: ηλεκτρονικά καταγεγραμμένες σουπερνόβες. Αφορούν πολύ μικρά αστέρια, βάρους μεταξύ 8 και 10 ηλιακών μαζών. Αυτό καθιστά ακόμη πιο δυνατή την ανίχνευσή τους.

“Τι είναι αυτό;” Ρωτήσαμε. Η Daisy Hiramatsu, φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και η πρώτη συγγραφέας της μελέτης Επικοινωνία. Εξετάσαμε κάθε πτυχή του SN 2018zd και συνειδητοποιήσαμε ότι κάθε ένα από αυτά θα μπορούσε να εξηγηθεί από μια ηλεκτρονική οθόνη λήψης. “

Από την πυρηνοσύνθεση έως την κατάρρευση του πρώτου αστεριού

Για αστέρια των οποίων η μάζα υπερβαίνει τις 10 ηλιακές μάζες, η νουκλεοσύνθεση είναι το πιο σταθερό στοιχείο, καθιστώντας δυνατή η πρόσβαση του σιδήρου στα αστέρια μεταξύ 8 και 10 ηλιακών μαζών. Έτσι, η καρδιά τους αποτελείται κυρίως από οξυγόνο (O), νέον (ne) και μαγνήσιο (MG).

READ  Επιστήμη - Υγεία: Μια ασπίδα κατά της ακτινοβολίας

Στο τέλος της ζωής του, η καρδιά του αστεριού λέγεται ότι «παραμορφώνεται», πράγμα που σημαίνει ότι μόνο η πίεση αποικοδόμησης που προκαλείται από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια της καρδιάς την εμποδίζει να καταρρεύσει. Στην πραγματικότητα, η θεωρία Fokliso, αστρονόμος της CEA εξηγεί, “Όταν ένα ηλεκτρόνιο συμπιέζεται έντονα με αέριο, η κβαντική μηχανική υπαγορεύει ότι η ταχύτητά τους είναι επαρκής επειδή είναι τόσο κοντά το ένα στο άλλο. Έτσι, δημιουργείται ένα απωθητικό αποτέλεσμα από την ανάδευση των ηλεκτρονίων, η οποία ενεργεί ως δύναμη συμπίεσης που καταπολεμά τη βαρύτητα. “

Στο κέντρο αυτών των άστρων, το μαγνήσιο (Mg) απορροφά ένα ηλεκτρόνιο, μετατρέπει ένα από τα πρωτόνια του σε ένα νετρόνιο και μετά το μετατρέπει σε νάτριο (Na), το οποίο κάνει την ίδια διαδικασία και γίνεται νέον. Το νέον που βρίσκεται αρχικά στην καρδιά θα ακολουθήσει την ίδια διαδικασία και σταδιακά θα γίνει οξυγόνο. Πίστωση: S. Γουίλκινσον; Εργαστήριο Los Compress

Όμως, καθώς η πίεση μέσα στο αστέρι συνεχίζει να αυξάνεται, η μάζα του φτάνει σε ένα όριο που ονομάζεται μάζα του Chandrasekhar, το οποίο αντιστοιχεί στη μέγιστη μάζα που μπορεί να αντέξει την πίεση της υποβάθμισης πριν υποστεί βαρυτικές δυνάμεις. Καθώς το αστέρι πλησιάζει αυτό το όριο, τα άτομα νέον και μαγνησίου Αλλάξτε τη δομή των πυρήνων τους και εκτελέστε ηλεκτρονικές συλλήψεις: Αφού απορροφήσει ένα ηλεκτρόνιο, ένα πρωτόνιο μετατρέπεται σε νετρόνιο και μετά εκπέμπει ένα νετρίνο. Αυτή η διαδικασία θα αφαιρέσει σταδιακά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια από την καρδιά και θα επιτρέψει τη βαρύτητα να πάρει. Το αστέρι εκπέμπει τα ανώτερα στρώματά του σε μια εκπληκτική έκρηξη, ενώ η καρδιά του γίνεται αστέρι νετρονίων, ένα αστέρι γνωστό στους επιστήμονες.

Με αυτόν τον ηλεκτρονικό μηχανισμό σύλληψης, αυτά τα σουπερνόβα παίρνουν το όνομά τους και υπάρχουν ακόμη αστέρια με μάζες έως και 10 ηλιακών μαζών που μπορούν να ενσωματώσουν στοιχεία έως και το σίδερο. Η διαφορά είναι ότι για αυτά τα αστέρια, εκτός από τις ηλεκτρονικές λήψεις, λειτουργούν και άλλοι μηχανισμοί, όπως μας θυμίζει η Θεωρία Φωκλήσο: “Η διαφορά μεταξύ των ηλεκτρονικά συλλαμβανόμενων σουπερνόβα και των σιδήρου πυρήνα των σουπερνόβα έγκειται κυρίως στη χημική τους εμφάνιση. Η διαδικασία δέσμευσης ηλεκτρονίων μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κάθε περίπτωση, αλλά όχι για σουπερνόβα Καρδιά Προστίθενται άλλες διεργασίες όπως ο σίδηρος, τα φωτοβολταϊκά των πυρήνων. “

Απαντήσεις σε μίαμι Το παλαιότεροΓεννημένοςΚαι ούτω καθεξήςbservationΑστρονομία

Για να αξιολογήσει την αντιστοιχία του με αυτόν τον τύπο σουπερνόβα, μια ομάδα επιστημόνων εξετάζει έξι βασικά κριτήρια: προσδιορίζοντας το αρχικό αστέρι ως προερχόμενο από έναν υπερ-συμπτωματικό κλάδο, αναλύοντας το χημικό του περιβάλλον, την ενέργεια που απελευθερώνεται από την έκρηξη, εξελίσσεται το φάσμα του φωτός και τελικά ενσωματώνοντας τους πυρήνες στο αστέρι. Για κάθε κλίμακα, συνέκριναν τα δεδομένα με θεωρητικά μοντέλα ηλεκτρονικών συλλήψεων σουπερνόβα και προηγούμενες μετρήσεις σουπερνόβων. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι το SN 2018zd είναι ο καλύτερος υποψήφιος μέχρι σήμερα και μπορεί αργότερα να χρησιμεύσει ως σημείο αναφοράς. “Όπου αυτή η ανακάλυψη είναι πιο συναρπαστική, η εμφάνιση αυτών των σουπερνόβων σηματοδοτεί τη μετάβαση μεταξύ του κόσμου των αστεριών νετρονίων και του κόσμου των λευκών νάνων, σε λιγότερο ογκώδη αστέρια. Είναι πολύτιμο να γνωρίζουμε πού βρίσκεται αυτό το όριο και μπορεί να έχει μεγάλες επιπτώσεις στα θεωρητικά μοντέλα. “, Η θεωρία Φωκλήσο εξηγεί.

Επιπλέον, η ανακάλυψή τους ανέβασε το πέπλο πάνω από ένα στοιχείο του παρελθόντος μας: τη φύση του σουπερνόβα SN 1054, κοινώς γνωστό ως νεφέλωμα καβουριού. Πολλά γράμματα από ιαπωνικούς και κινέζους αστρονόμους εντοπίζουν την παρατήρηση αυτού του σουπερνόβα στον ουρανό της Ασίας το 1054. Πολύ φωτεινό, θα ήταν ορατό με γυμνό μάτι για τρεις εβδομάδες στο φως της ημέρας και στη συνέχεια στον νυχτερινό ουρανό για έως και δύο χρόνια. Ο Δρ Ken Nomoto του Πανεπιστημίου του Τόκιο και ο ιδρυτής της θεωρίας που σχεδιάστηκε πριν από 40 χρόνια ήταν ενθουσιασμένοι: “Είμαι τόσο χαρούμενος που τελικά ανακαλύφθηκαν οι ηλεκτρονικές σουπερνόβες, τις οποίες προβλέψαμε με τους συναδέλφους μου πριν από 40 χρόνια, και συγχωνευτήκαμε με το νεφέλωμα καβουριών. Εκτιμώ πολύ την τεράστια προσπάθεια απόκτησης αυτών των πληροφοριών. Αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα της συμφωνίας μεταξύ θεωρίας και παρατήρησης. “

Ακόμα παρατηρείται από αστρονόμους και πολλά τηλεσκόπια, το νεφέλωμα καβουριού έχει διάμετρο έξι ετών φωτός και συνεχίζει να επεκτείνεται (Συνεχίστε να χαλαρώνετε και να τεντώνετε) ακόμα και σήμερα. Στην καρδιά αυτού του νεφελώματος βρίσκεται ένα πάλσαρ, ένα αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται πολύ γρήγορα με ρυθμό 30 περιστροφών ανά δευτερόλεπτο. Ήδη υποψιάζεται ότι είναι παρόμοιο με το ηλεκτρονικά συλλαμβανόμενο σουπερνόβα, η μελέτη επιλύει τελικά το μυστήριο πίσω από αυτό το νεφέλωμα.

READ  Μουσείο Επιστημονικής Ιστορίας - Έκθεση που παίζει με ήχους

Koralia Markiadi

" Άπληστος φανατικός φαγητού. Ανυπόφορος ενθουσιώδης twitter. Wannabe επιχειρηματίας. Αφιερωμένος συγγραφέας."

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top