SN 1987A

SN 1987A  je supernova , která explodovala na okraji mlhoviny Tarantule ve Velkém Magellanově mračnu , trpasličí satelitní galaxii Mléčné dráhy , přibližně 51,4 kiloparseků (168 tisíc světelných let ) od Země [3] . Světlo blesku dosáhlo Země 23. února 1987 [4] :22 [5] :197 . Protože to byla první supernova pozorovaná v roce 1987, dostala jméno SN 1987A.

Ve svém maximu, dosaženém v květnu 1987, byl viditelný pouhým okem, s maximální zdánlivou magnitudou +3 [6] :185 . Jedná se o nejbližší pozorovanou supernovu od vynálezu dalekohledu [7] .

Prekurzorová hvězda a světlice

Supernova SN 1987A byla objevena kanadským astronomem Ianem Sheltonem pomocí 25 cm astrografu observatoře Las Campanas [6] :182 a první fotografii pořídil McNaught 23. února v 10:35 [4] :22 . Během první dekády po výbuchu se svítivost SN 1987A snížila a poté se zvýšila na maximum na téměř tři měsíce [5] :197 . Předchůdcem hvězdy SN 1987A byl modrý veleobr Sanduleak −69° 202 [8] o hmotnosti asi 17 hmotností Slunce, který je stále přítomen v Cape Photographic Survey z let 1896–1900. [6] :183 Na základě radiové emise zaznamenané v prvních dvou týdnech erupce radioastronomové zjistili, že plyn obklopující hvězdu odpovídá hustotou a rychlostí hvězdnému větru modrého veleobra. Zároveň ultrafialové záření zaznamenané v květnu 1987 satelitem IUE spektrem odpovídalo plynu o vyšší hustotě a nižší rychlosti, který se nachází dále od progenitorové hvězdy. Na základě analýzy se dospělo k závěru, že tento plyn odpovídá hvězdnému větru červeného veleobra vanoucího tisíce let před výbuchem, to znamená, že prekurzorová hvězda byla v té době červeným veleobra, ale poté se změnila v modrého veleobra. [4] :29 .

Výbuch vyžadoval revizi některých ustanovení teorie hvězdné evoluce , protože se věřilo, že téměř výhradně rudí veleobri a Wolf-Rayetovy hvězdy mohou vzplanout jako supernovy [6] :184 .

SN 1987A je supernova typu II vytvořená v konečné fázi z jednotlivých hmotných hvězd, jak dokazují vodíkové čáry již v nejstarších spektrech této supernovy, protože vodík a helium jsou hlavními prvky obalu supernov typu II [ 4] :23-24 .

Výbuch neutrin

Ve 2:52 UT 23. února bylo sovětsko-italským LSD neutrinovým detektorem pod Mont Blancem zaznamenáno 5 událostí spouštěných neutriny ; takové efekty díky náhodným shodám je pozadí schopno vytvořit pouze jednou za dva roky [6] :192 . O 5 hodin později, v 7:35 UT 23. února (přibližně 3 hodiny před první detekcí supernovy na fotografické desce) , zaregistrovaly neutrinové observatoře Kamiokande II , IMB a Baksan neutrinový záblesk, který trval méně než 13 sekund a směr byl určen z dat Kamiokande II , která se shodovala se směrem k Velkému Magellanově mračnu s přesností asi 20 stupňů [6] :191 . Přestože během této doby bylo registrováno pouze 24 neutrin a antineutrin, výrazně to přesáhlo pozadí. Registrované neutrinové události se staly prvním (a pro rok 2017 - jediným) případem registrace neutrin z výbuchu supernovy. Podle moderních koncepcí je energie neutrin asi 99% celkové energie uvolněné během erupce. Celkem bylo uvolněno asi 10 58 neutrin s celkovou energií asi 10 46 joulů [6] :189 (~100 Foe ). Výbuch neutrin, který odnesl hlavní část gravitační energie, svědčil o kolapsu jádra prekurzorové hvězdy a vzniku neutronové hvězdy na jeho místě [4] : ​​26-27

Neutrina a antineutrina se k Zemi dostala téměř současně, což potvrdilo obecně uznávanou teorii, že gravitační síly působí na hmotu a antihmotu stejně.

Tepelná energie rozpínající se hmoty obalu supernovy nestačí k vysvětlení trvání jejího výbuchu, který trval několik měsíců. V pozdní fázi supernova zářila díky energii radioaktivního rozpadu niklu-56 (poločas rozpadu 6 dní ) se vznikem kobaltu-56 a následným rozpadem kobaltu-56 (poločas rozpadu 77,3 dne ) s tvorba stabilního železa-56 [9] . Odnášející většinu energie rozpadu, gama kvanta , která byla rozptýlena skořápkou, také dala vzniknout tvrdému rentgenovému záření ze supernovy [4] :25-27 .

Dne 10. srpna 1987 detekovala observatoř Rentgen na modulu Kvant-1 tvrdou rentgenovou emisi SN 1987A [6] :195 a byla získána širokopásmová ( ~1-1000 keV ) emisní spektra této supernovy [10] . Tok v rozsahu 20-300 keV od SN 1987A byl také zaznamenán satelitem Ginga [6] :195 . Gama záření ze supernovy bylo zaznamenáno v srpnu až listopadu 1987 satelitem SMM [4] :26 .

Světelná ozvěna

V únoru 1988 byla na Evropské jižní observatoři detekována světelná ozvěna supernovy SN 1987A . Skládal se ze dvou soustředných prstenců kolem místa výbuchu supernovy, které byly vytvořeny světlem rozptýleným na plyno-prachových oblacích emitovaných supernovou během výbuchu [4] :29 .

Studie zveřejněná v červnu 2015 pomocí snímků z Hubbleova vesmírného dalekohledu a Very Large Telescope pořízených v letech 1994 až 2014 ukazuje, že zářící shluky hmoty, které tvoří prstence, mizí. Předpokládá se, že prstence zmizí v letech 2020 až 2030 [11] .

Zbytek supernovy

Zbytek SN 1987A je předmětem podrobného studia. Zvláštností supernovy jsou dva symetricky umístěné matné prstence objevené v roce 1994 , vzniklé při splynutí dvou hvězd [12] [13] .

Kolem roku 2001 materiál generovaný explozí a expandující rychlostí více než 7000 km/s dosáhl vnitřního prstence. To způsobilo, že se tento zahříval a generoval rentgenové záření, jehož tok z prstence se od roku 2001 do roku 2009 ztrojnásobil. Frakce rentgenového záření absorbovaného hustou hmotou blízko středu je zodpovědná za srovnatelný nárůst zdánlivého toku ze zbytku supernovy od roku 2001 do roku 2009. Toto zvýšení jasu zbytku obrátilo proces pozorovaný před rokem 2001, kdy se tok ve viditelné oblasti snížil v důsledku rozpadu izotopu titanu-44 [14] .

Astronomové předpovídali, že jak se plyn po explozi ochladí , atomy kyslíku , uhlíku a křemíku v chladných centrálních částech zbytku se navážou za vzniku velkého množství molekul a prachu. Pozorování SN 1987A infračervenými dalekohledy během prvních 500 dnů po explozi však odhalila pouze malá množství horkého prachu. 6. ledna 2014 bylo oznámeno, že projekt ALMA detekoval mnohem větší množství studeného prachu, který jasně zářil v milimetrovém a submilimetrovém rozsahu. Astronomové odhadovali, že v té době pozůstatek supernovy obsahoval čtvrtinu sluneční hmoty nově vytvořeného prachu a že téměř veškerý uhlík uvolněný explozí byl zahrnut v prachu; našli také významné množství oxidu uhličitého a oxidu křemičitého [15] [16] .

V roce 2019, při analýze dat z dalekohledu ALMA získaných v roce 2015, vědci objevili v systému SN 1987A skvrnu prachu a plynu s vysokou teplotou vzhledem k okolí (ačkoli vyšší hustota, nikoli teplota této skvrny, nemůže být zcela vyloučen), což dalo podnět k tvrzení autorů studie v publikovaném článku o pravděpodobném kompaktním zdroji a ve veřejném prohlášení o neutronové hvězdě , která se skrývá za prachem a zahřívá ji [17] [18] .

Poznámky

1. ↑ Hubble našel záhadnou prstencovou strukturu kolem supernovy 1987a , HubbleSite  ( 19. května 1994). Archivováno z originálu 27. dubna 2015. Staženo 27. dubna 2015.
2. ↑ Lyman, JD; Bersier, D.; James, PA Bolometrické korekce pro optické světelné křivky supernov s kolapsem jádra  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2013. - Vol. 437 , č.p. 4 . - S. 3848 . - doi : 10.1093/mnras/stt2187 . - . - arXiv : 1311,1946 .
3. ↑ 1 2 3 SN1987A ve Velkém Magellanově mračnu (nedostupný odkaz) . Projekt Hubble Heritage Project . Datum přístupu: 25. července 2006. Archivováno z originálu 4. března 2016. (neurčitý) 
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Chugai N. N. Supernova ve Velkém Magellanově mračnu // Země a vesmír . - M . : Nauka , 1989. - č. 2 . - S. 22-30 .
5. ↑ 1 2 Mustel E.R. , Chugai N.N. Supernovy, jak je vidíme // Science and Humanity , 1988 / Ed., Pred. A. A. Logunov . - M .: Vědomosti , 1988. - S. 187-197 .
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Efremov Yu. N., Shakura N. I. Supernova 1987 A ve Velkém Magellanově mračnu // Astronomický kalendář na rok 1989: Referenční kniha. - M .: Nauka , 1988. - S. 181-195 . — ISSN 0132-4063 .
7. ↑ Bližší supernova G1,9 + 0,3 , objevená v roce 1985 z jejího pozůstatku a podle vědců vybuchla kolem roku 1868, tehdy nebyla pozorována.
8. ↑ Sk −69° 202 Archivováno 7. února 2016 na Wayback Machine v SIMBAD
9. ↑ Astrofyzikální modul "Quantum" // Věda a lidstvo , 1989 / Redakční rada, před. A. A. Logunov . - M .: Vědomosti , 1989. - S. 299-301 .
10. ↑ Objev tvrdé rentgenové emise ze supernovy 1987A [1] s teoretickými předpověďmi emisního spektra supernov [2]
11. ↑ Liz Kruesi. Supernova ceněná astronomy začíná mizet z dohledu . Nový vědec . Získáno 13. června 2015. Archivováno z originálu 13. června 2015. (neurčitý)
12. ↑ [https://web.archive.org/web/20200206013302/https://arxiv.org/abs/astro-ph/0703317 Archivováno 6. února 2020 na Wayback Machine [astro-ph/0703317] The Triple- Prstencová mlhovina kolem SN1987A: Otisk binární fúze]
13. ↑ Elements Science News: Původ 1987A prstenců supernovy vysvětlen . Získáno 3. dubna 2011. Archivováno z originálu 29. listopadu 2011. (neurčitý)
14. ↑ Larsson J et al . Rentgenové osvětlení ejekty supernovy 1987A  (anglicky)  // Nature  : journal. - 2011. - Sv. 474 , č.p. 7352 . - str. 484-486 . - doi : 10.1038/příroda10090 .
15. ↑ Supernova továrna na prach Snímek s ALMA  , National Radio Astronomy Observatory (6. ledna 2014). Archivováno z originálu 27. dubna 2015. Staženo 27. dubna 2015.
16. ↑ Indebetouw R et al . Produkce prachu a zrychlení částic v supernově 1987A odhaleno s ALMA  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2014. - Sv. 782 , č.p. 1 . - doi : 10.1088/2041-8205/782/1/L2 . - arXiv : 1312.4086 .
17. ↑ P. Cigan a kol. Obrázky prachu a molekul ALMA s vysokým úhlovým rozlišením v SN 1987A Ejecta  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2019. - Sv. 886 , iss. 1 . — S. 51 . - doi : 10.3847/1538-4357/ab4b46 . — . - arXiv : 1910.02960 .
18. ↑ Jonathan O'Callaghan. Po 30 letech lovu mohla být nalezena chybějící neutronová hvězda . Scientific American (25. listopadu 2019). Získáno 15. prosince 2019. Archivováno z originálu dne 20. prosince 2019. (neurčitý)

Odkazy

• Popis ve společnosti  AAVSO
• NASA Astronomický snímek dne: Snímek supernovy 1987A (24. ledna 1997  )

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)
V bibliografických katalozích BNF : 12141916j GND : 4273099-5 J9U : 987007532023405171 LCCN : sh88001381 VIAF : 315129461 WorldCat VIAF : 315129461