Космический телескоп Хаббл демонстрирует яркий взрыв сверхновой 1987a в Большом Магеллановом Облаке (галактический сосед Млечного Пути)
23 февраля 1987 года свет гигантской взрывающейся звезды достиг Земли. Событие произошло на территории Большого Магелланова Облака – маленькая галактика, удаленная на 168000 световых лет от Млечного Пути. Она стала самой близкой сверхновой за почти 400 лет с момента первого обзора в телескопы современного типа.
Спустя 30 лет исследователи впервые использовали рентгеновский обзор и физическое моделирование для точного определения температуры элементов в газе вокруг мертвой звезды. Так как сверхбыстрые ударные волны от сердца сверхновой звезды врезаются в атомы в окружающем газе, они нагревают эти атомы до сотен миллионов градусов по Фаренгейту.
Выход с большим взрывом
Когда гигантская звезда стареет, то внешние слои сливаются и охлаждаются в виде масштабных остаточных структур вокруг звезды. Звездное ядро формирует удивительный взрыв сверхновой, после чего остается сверхплотная нейтронная звезда или черная дыра. Ударные взрывные волны распространяются при 1/10 скорости света и оказываются в окружающем газе, который нагревается и сияет в ярких рентгеновских лучах.
Космическая обсерватория Чандра НАСА следует за излучением сверхновой 1987a с момента запуска телескопа 20 лет назад. Сверхновая тогда сильно удивила, так как удалось зафиксировать серию из трех колец вокруг нее.
Оказывается, с 1997 года сверхновая 1987a контактирует с самым внутренним кольцом (экваториальным). С помощью телескопа Чандра ученые изучали свет, созданный ударными волнами, когда они взаимодействовали с экваториальным кольцом. Команда хотела узнать, как нагревается газ и пыль в кольце. Им также хотелось определить температуру различных элементов в материале.
Чтобы помочь в измерениях, исследователи изучили детальные 3D-компьютерные симуляции сверхновой, что позволило определить скорость ударной волны, температуру газа и пределы разрешения инструментов. После получилось выяснить температуру широкого диапазона элементов, вроде легких (азот и кислород) и тяжелых (кремний и железо) атомов. Температурные показатели колебались от миллионов до сотен миллионов градусов.
Собранные сведения предоставляют важную информацию о динамике сверхновой 1987a и помогают тестировать модели определенного типа фронта ударной волны. Так как заряженные частицы от взрыва не ударяют атомы в окружающем газе, а рассеивают их с помощью электрических и магнитных полей, такое событие называют ударом без столкновений.
Этот процесс распространен во всем космическом пространстве. Поэтому лучшее понимание ситуации улучшит изучение других явлений, вроде контакта солнечного ветра с межзвездным материалом и космологического моделирования формирования масштабных структур во Вселенной.