Новости недели - коконы гиперновых и сверхмассивные черные дыры

Новости недели – коконы гиперновых и сверхмассивные чёрные дыры

Может показаться, что Вселенная неизобретательна в вопросе смерти звёзд. Согласно стандартной процедуре, маленькие светила умирают относительно незаметно, в то время как крупные взрываются сверхновыми. Однако недавние исследования, отчёт о которых опубликован в журнале “Nature”, подсказывают, что всё может оказаться не столь просто, особенно в случае с большими звёздами. В этом издании вышли две статьи. Одна из них посвящёна последнему этапу жизни гигантов космического пространства, а вторая тому, насколько крупными они могут стать и превратиться в сверхмассивные черные дыры. Оба научных труда напоминают о том, что, как бы приятно и удобно не было иметь чёткий и понятный набор правил и законов для объяснения того или иного вопроса, это возможно далеко не всегда. Но так оно и интереснее, не правда ли?

Гиперновые

Первая статья посвящена гиперновым звёздам. Они напоминают сверхновые, однако образуются, когда ядра светил коллапсируют быстро. Кроме того, сверхновые получаются из звёзд, которые массивнее нашего Солнца в несколько раз, а гиперновые из тех, что тяжелее в десятки раз. По этой причине они намного ярче – возможно, что по силе “детонации” это самое мощное, что видела Вселенная после Большого Взрыва.

Они ставят перед астрономами множество интересных вопросов. Так, например, согласно компьютерному моделированию, газ у полюсов звезды генерирует титанические радиационные струи – “гамма-всплески”. Иногда они видны очень хорошо. Однако бывают случаи, когда гиперновые не выбрасывают их, и это до последнего времени не находило внятного объяснения.

Считается, что это связано с коконом – облаками газа вблизи полюсов звезды, которые нагреваются излучением, образующим гамма-всплески. Астрономы предполагают, что одни гамма-потоки пробивают эти коконы, в то время как другие поглощаются ими. Главная проблема в изучении этого феномена заключается в том, что коконы эти крайне трудно исследовать – они либо остаются в тени гамма-всплеска, либо не замечаются вовремя из-за скоротечности события.

А Вы смотрели:  Девятая планета всё-таки есть

Группа исследователей, опубликовавшая первую из упомянутых статей, в 2017 году наблюдала за очень необычной гиперновой. Учёным удалось проследить за происходившими процессами в подробнейших деталях. Гиперновая, которая получила обозначение «SN2017iuk», была особенной – по той причине, что испустила тусклый гамма-всплеск. Он получился достаточно ярким, чтобы его можно было заметить, однако затмить при этом кокон он не смог, что позволило учёным в течение суток изучать эту “шапку” над взорвавшейся звездой.

Сверхновая SN2017iuk
Сверхновая SN2017iuk. Источник фото: http://21mm.ru/

Это оказалось кстати. Во-первых, подтвердилось многое из того, что астрономы думали о коконах. Произведя компьютерное моделирование гиперновой с использованием полученных данных, учёные увидели, что направленный гамма-всплеск теряет энергию внутри газового облака, но не всю. Если бы он был сильнее, то, возможно, пробил бы кокон насквозь. А если бы был слабее, то был бы поглощён полностью. Более того, произведя анализ светового излучения, вызванного взрывом, исследователям удалось многое узнать о природе коконов.

Выяснилось, что газ движется до неприличия быстро – какая-то часть материи развивала до трети от скорости света. Это быстрее всего того, что замечалось при подобных взрывах ранее. В течение первых суток поток содержал различные химические элементы, в том числе железо, кобальт и никель. Один из учёных предположил, что они, вероятно, образовались в ядре звезды, когда она коллапсировала. Всё это означает, что изучение коконов поможет понять не только природу самих взрывов, но и то, что происходит внутри них.

Сверхмассивные чёрные дыры

Звёздам, как считают сегодня астрономы, трудно вырасти крупнее определённого размера. По той причине, что если в них в момент формирования собирается слишком много газа, звезда разогревается и выталкивает “лишнее”. В лучшем случае светило может оказаться в сотню-другую раз массивнее нашего Солнца.

А Вы смотрели:  Космические обломки - первый шаг Европейских ученных

И этот факт создаёт учёным довольно приличные неудобства. Дело в том, что в центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых может превышать солнечную в миллиарды раз. Однако любая такая дыра образуется из умирающих звезд, после чего растёт, пожирая всё, что встречается её на пути. И даже бы если сверхмассивные черные дыры образовывались из звезд, что всего в пару сотен раз больше Солнца, у них просто не хватило бы времени, чтобы вырасти до таких размеров.

Сверхмассивные черные дыры во Вселенной 1
Сверхмассивные черные дыры во Вселенной 1

Вторая статья, о которой было упомянуто в начале, пытается объяснить это очевидное несоответствие. Её авторы утверждают, что в ранней Вселенной вполне могли существовать гораздо более крупные звезды. Их масса могла превышать искомую, то есть солнечную, в десятки тысяч раз. Исследователи смоделировали гигантские газовые облака в ту эпоху, когда Вселенной было всего 200 миллионов лет. Смешиваясь, эти скопления газа и пыли сгущались в бесчисленное количество звёзд. Однако самые крупные светила формировались не вместе с себе подобными, а в одиночку, где-то на задворках газопылевых облаков.

Там они могли спокойно набирать массу, когда газовые облака сливались вместе. При этом к их выталкивающему газ жару не добавлялось тепло других звёзд. Никто не говорит о том, что по-настоящему гигантские светила были обычным явлением в те времена. В сотнях проведённых симуляций они образовались всего два раза, но этого уже вполне достаточно, чтобы сверхмассивные черные дыры стали гораздо менее таинственными. Кроме того, используя данные других изысканий последних нескольких лет, эта группа учёных пытается объяснить, почему мы не замечали сверхмощных взрывов сверхновых подобных гигантов. Сверхмассивные звезды вполне могут не взрываться, а коллапсировать в черные дыры, пропуская эту стадию. Аналогичные исследования предполагают даже, что чрезвычайно крупные скопления газа могут схлопываться в чёрные дыры, минуя стадию звезды! Авторы описанной симуляции не просматривали этот сценарий для своих гигантских звёзд. Однако они вполне ясно прорисовывают весь путь от скоплений водорода до сверхмассивных чёрных дыр, а это именно то, что требуется для понимания ранних этапов существования Вселенной.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector