Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Остатки сверхновых. Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой.

29.10.2015 в 01:31

Взрыв, с одной стороны, свидетельствует о смерти звезды, с другой - о рождении нового астрономического объекта, туманности, обычно называемой остатком сверхновой. Изучение физических особенностей таких туманностей позволяет реконструировать события, породившие их, и определить особенности взорвавшейся звезды. Все пульсары внутри остатков сверхновых находятся.
Происхождение.

Остатки сверхновых.   Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой.
Взрывы сверхновых - это самые катастрофические явления в жизни звезд. Независимо от физических процессов, приведших к взрыву, эволюция исторгнутой в космос звездной материи, то есть остатка сверхновой, проходит фазы, сходные с эволюцией звезды. Из-за расширения самые глубокие области постепенно становятся более разреженными, а наружные слои "Заметают" окружающую межзвездную среду, вбирая газ и увеличивая собственную плотность. На этой первой фазе количество собранной материи значительно меньше исторгнутой в космос взрывом сверхновой, а расширение внешней оболочки происходит приблизительно с одинаковой скоростью. Это фаза свободного расширения. Но примерно через 200 лет, когда внешняя оболочка остатка сверхновой расширится до радиуса в несколько парсеков, расширение собранной межзвездной материи замедляется. И тогда образуется фронт столкновения межзвездной среды и расширяющейся оболочки. Давление и плотность в этой области растут, поднимая температуру газа туманности до нескольких миллионов градусов, что приводит к ионизации атомов. Расширение остатков сверхновой входит, таким образом, во вторую фазу так называемого адиабатического расширения, продолжающуюся приблизительно 1000 лет. В конце концов остатки сверхновой входят в радиоактивную фазу, длящуюся примерно 100 000 лет. В этой фазе остатки сверхновых растрачивают всю свою внутреннюю энергию на различные физические процессы.
Радиоизлучение.

Остатки сверхновых.   Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой. 01
Большая часть остатков сверхновых, известных на сегодняшний день, открыта благодаря их мощному радиоизлучению. В целом в нашей галактике было открыто около 150 остатков сверхновых, и еще порядка 30 в магеллановых облаках. Радиоизлучение остатка сверхновой возникает из-за синхротронного излучения, которое вырабатывается летящими в магнитном поле со скоростью, близкой к скорости света, проникшими в туманность электронами.
Многие остатки сверхновых, например кассиопеи а (самый мощный источник радиоизлучения в этом созвездии), носят имена, данные им радиоастрономами. Но большей части присвоены каталожные номера вроде G263. 9-3. 3, где G означает "Грин" (фамилия астронома, автора каталога), а цифры - галактические координаты остатка сверхновой.
Рентгеновское излучение.

Остатки сверхновых.   Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой. 02
Первым известным источником рентгеновского излучения, который был определен как астрофизический объект, была крабовидная туманность, знаменитый остаток сверхновой, взорвавшейся в 1054 году в созвездии тельца.

Остатки сверхновых.   Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой. 03
Рентгеновское излучение остатка сверхновой в основном происходит в фазе свободного расширения и фазе адиабатического расширения. Рентгеновское излучение является следствием воздействия множества физических процессов, один из них известен под названием "Bremmstrahlung" и возникает при взаимодействии в туманности ионизированных атомов и электронов. Когда отрицательно заряженный электрон сближается с положительно заряженным ионом, он отклоняется со своей траектории. Изменение траектории приводит к ускорению электрона, и избыток кинетической энергии выделяется в виде рентгеновского излучения. Потеря энергии приводит, в свою очередь, к замедлению электрона. Образовавшееся таким образом излучение называется тормозным (от немецкого Bremmstrahlung, Bremm - тормозной и Strahlung - излучение.

Остатки сверхновых.   Самые крупные звезды завершают свое существование, взрываясь сверхновой. 04
Первые успешные рентгеновские наблюдения остатков сверхновых были проведены эйнштейновской обсерваторией наса в ноябре 1978 - апреле 1981 года. В обсерватории внимательно изучали структуру рентгеновских лучей остатков сверхновой и реконструировали карту распределения в них горячего газа. Химический состав туманности был установлен по полосам рентгеновского излучения кремния, серы и аргона.
Возраст остатков сверхновой.

Возраст остатка сверхновой легко определить, когда известна дата взрыва звезды. В других случаях сделать это сложнее. Таким образом, если повезет, и в остатке сверхновой ютится пульсар, можно узнать возраст обоих объектов, замерив период пульсации пульсара и его изменение во времени. Во всех остальных случаях основываются на сопоставлении с остатками сверхновых, возраст которых определен. В целом остатки сверхновых - относительно молодые объекты, чей возраст насчитывает от нескольких сотен до нескольких тысячелетий. И действительно, по прошествии времени они деформируются из-за взаимодействия с межзвездной средой, в которой они распространяются, пока их разреженность не приводит к тому, что остатков сверхновых больше не видно.
Классификация.

Остатки сверхновых на три большие группы подразделяют. Остатки сверхновых с оболочкой - это самые молодые объекты, они имеют почти правильную сферическую форму, возникающую в начале радиального расширения туманностного вещества с большей плотностью по краям, чем в центре. Вторая группа так называемыми плерионами представлена. Это молодые остатки сверхновых, в которых, как, например, в крабовидной туманности, имеется пульсар. В отличие от остатка сверхновой с оболочкой, на рентгеновских снимках виден повышенный блеск в центральных областях из-за наличия зоны диффузного излучения (синхротронная туманность), возможно, из-за пульсара. Последняя группа - нетипичные остатки сверхновых, это остатки сверхновых с оболочками, морфология которых сильно изменена из-за взаимодействия с межзвездной средой и наличия молекулярных облаков.