Наука и техника

Астрономы впервые смогли построить трехмерную модель взрыва сверхновой звезды. Узнать, что звезды взрываются несимметрично, помогло световое эхо.


Астрономы продолжают брать на вооружение все новые методы изучения далеких объектов во Вселенной и постигать процессы, которые происходили десятки тысяч лет назад. Несколько лет назад ученые поняли, почему объект Кассиопея A – один из мощнейших источников галактического радиоизлучения – предстает перед астрономами расширяющимся с громадной скоростью.

Сверхновая звезда, породившая живописную туманность, вспыхнула около 330 лет назад, а структура инфракрасного изображения туманности продолжает меняться год от года. В 2008 году команда ученых под руководством Оливера Краузе из немецкого Института астрономии общества Макса Планка поняла, что триста лет спустя ученые наблюдают не сам процесс разлетания вещества сверхновой, а световое эхо этого катаклизма, отраженное от пыли в одном из рукавов галактики Млечный путь. Чем дальше находятся пылинки, освещенные когда-то сверхновой, тем позднее приходят к нам фотоны. Эта задержка создает видимость расширения остатка.

Однако наличие эха позволило ученым не только понять механизм отражения световых лучей на пыли, но и взглянуть на сам взрыв сверхновой «под другим углом». Трехмерную модель взрыва удалось создать группе астрономов Гарвардского университета под руководством Армина Реста. «Одни и те же события выглядят по-разному при взгляде из разных уголков Млечного пути. Впервые нам удалось увидеть взрыв сверхновой, как увидели бы его инопланетяне», — пошутил Рест. Ученые сравнивают наблюдаемое явление с эхом, которое слышит человек, находясь в пещере. Отличие светового эха от звукового в том, что скорость распространения света несравнимо больше, и у астрономов есть шанс увидеть отраженные объекты спустя сотни и даже тысячи лет.

Многие ученые раньше считали, что взрыв сверхновой – сферически симметричный процесс. Однако исследование группы Реста показало, что по крайней мере в случае с Cas A это было не так. Оказалось, что в момент взрыва сверхновая звезда редкого типа Sn IIb разлеталась несимметрично: в одном из направлений газ истекал со скоростью, на 4 км/с большей, чем во всех других направлениях.

«Звезда была двуликой! В одном направлении звезда взрывалась с куда большей скоростью», — пояснил соавтор исследования Райан Фоули. Оказалось, что полученные ранее данные также свидетельствуют в эту пользу: нейтронная звезда, образовавшаяся в результате коллапса гелиевого ядра звезды, в настоящее время несется в пространстве со скоростью больше 300 км/с в направлении, противоположном тому, откуда приходит эхо. Ученые считают, что несимметричный взрыв отшвырнул газ в одну, а нейтронную звезду – в другую сторону. Сопоставив новые наблюдения светового эха и данные о движении оставшейся нейтронной звезды с рентгеновскими снимками разлетевшихся остатков, астрономы построили 3D модель происшедшего 330 лет назад взрыва.

Измеряя допплеровское смещение линий разных элементов в спектрах отраженного излучения, ученые сделали предположения об их расположении на разных этапах взрыва сверхновой. Желтые области – струи аргона и кремния, наблюдаемые в рентгене, оптике и в инфракрасном диапазоне. Красные области – остывшие остатки. Синим показаны области, до которых дошла ударная волна. Эти синие филаменты, окружающие взрыв, не наблюдаются в отдельных спектральных линиях, так как светят синхротронным излучением, имеющим непрерывный спектр.

Полученная модель иллюстрирует две составляющие остатка взрыва сверхновой – сферическую внешнюю и плоскую внутреннюю. Сферическая состоит из внешних слоев взорвавшейся звезды, в основном гелия и углерода. Плоская компонента состоит из более тяжелых элементов, таких как кислород, неон, кремний, сера и железо.

http://www.infox.ru/science/universe/2010/04/01/Cassiopeia_A.phtml