gov-civil-vilareal.ptAstronoomid võisid näha, kuidas täht kukkus otse musta auku
>Üks astronoomia põhitõdesid on see, et kui massiivne täht lõpetab oma elu, kustub see pauguga. A suur üks. Supernoova.
See titaanlik plahvatus vallandub siis, kui tähe tuumakütus on otsas. Tuum variseb südamelöögis kokku ja selle kokkuvarisemise ajal tekkiv energia on nii tohutu, et lööb väliskihid ära. See plahvatus on nii kolossaalne, et võib kogu galaktika üle särada! Vahepeal võib kokku varisenud tuum moodustada eksootilise neutronitähe või isegi pigistada end musta auku.
Nüüd jätsin mõned sammud vahele, kuid see on üldpilt (kui soovite rohkem, vaadake minu Crash Course Astronomy episood suure massitähe ja supernoovade kohta ). Kui soovite musta auku, peate õhku laskma tohutu tähe.
Välja arvatud, võibolla mitte . Selgub, et seal on lünk, mis võib lubada tähel supernoova osast mööda minna. See variseb otse alla musta auku ilma plahvatuseta. Mõni energia vabaneb, kuid mitte palju võrreldes supernoovaga, ja lõpuks saate selle, mida näete-näete-nüüd-te-ei-olukord: täht on kohal ja siis äkki ... seda ei ole .
endine poiss-sõber tahab aega veeta
Idee ebaõnnestunud supernoovast on huvitav teoreetiline astrofüüsiline probleem ja üks teadlane on juba mõnda aega tegelenud. Kuid on toimunud uus ja põnev areng: Astronoomid arvavad nüüd, et nad on seda näinud!
Näoga spiraalgalaktika NGC 6946, mis on viimase sajandi jooksul võõrustanud 10 supernoovat. N6946-BH1 ei ole kommenteeritud, sest see ei plahvatanud. Krediit: Damian Peach
Kõnealust tähte nimetatakse N6946-BH1 ja see leiti väga lahedast uuringust, mis oli spetsiaalselt loodud ebaõnnestunud supernoovade otsimiseks. Kasutades Suur binokulaarne teleskoop Arizonas vaadeldi ikka ja jälle 27 galaktikat, mis kõik olid umbes 30 miljoni valgusaasta kaugusel Maast. Iga pilti võrreldi teistega hoolikalt, et otsida mööduvaid objekte: heledust muutnud objekte. Isegi üsna rangeid kriteeriume kasutades leiti tuhandeid - tähed muudavad heledust mitmel põhjusel, kuid enamik neist ei tulene sellest, et nad lähevad supernoovaks ... või sel juhul supernoovaks.
Lõpuks vähenes huvitavate objektide arv vaid 15-ni. Kuus neist osutusid plahvatusohtlikeks tähtedeks (kui mõne oktiljoni tonni tähe titaanlik plahvatus karjub väljapoole, ulatudes olulisele osale valguse kiirust võib nimetada ho-hum), kuid üheksa neist osutusid huvitavamaks.
Neist kõik peale ühe olid tõenäoliselt ebatavalised sündmused, näiteks kahe tähe ühinemine, mis võib põhjustada väga suure (ja väga ilusa) purske, kuid jääb jällegi massiivse tähe surma tulemusele alla. Kui kõik oli öeldud ja tehtud, jäi pärast 27 galaktika otsimist seitsme aasta jooksul järele vaid üks objekt: N6946-BH1.
Varasematel piltidel on täht seal, selgelt näha galaktikas NGC 6946, mis on ilus näoga spiraalgalaktika umbes 20 miljoni valgusaasta kaugusel (ja see, millel on viimase sajandi jooksul olnud vähemalt 10 salvestatud supernoovat; juhuslikult üks nägi just sel aastal). Hilisematel piltidel on see kadunud. Nagu, läinud : Kadunud. Naljakas.
Nüüd näete seda ... Täht N6946-BH1 on nähtav 2007. aasta varasemal Hubble'i pildil (vasakul), kuid on kadunud 2015. aastal (paremal). Krediit: NASA / ESA / C. Armastaja (OSU)
Kui see oleks supernoovana plahvatanud, oleks seda piltidel näha. Selle asemel muutus see 2009. aastal korraks mõnevõrra heledamaks, helendades umbes miljon korda heledamalt kui Päike; siis tuhmus see nii palju, et oli 2015. aastaks vaid umbes 2% oma senisest heledusest (see tähendab enne kokkuvarisemist). Ja jah, inimlikus mõttes on Päikese heledus miljon korda hirmuäratavalt hele, kuid supernoova poolest see on vaevalt mainimist väärt; tüüpiline särab paljudele miljardeid korda eredam kui Päike! Nii et see oli parimal juhul natuke popp.
424 inglinumbri tähendus
Niisiis, kuidas me teame, et see ei olnud mingi imelik supernoova, mis võib -olla varjus vastuvõtva galaktika palju tolmu? See materjal on tume ja läbipaistmatu ning võib täielikult takistada isegi tavalise supernoova valgust. Järelvaatlused Spitzeri kosmoseteleskoobi abil peaksid seda paljastama, sest infrapunavalgus võib tolmust läbi tungida. Spitzer nägi sündmusest IR -valgust, umbes 2000–3000 korda Päikese heledust. Jällegi, see on palju, kuid pole kaugeltki see, mida supernoovalt oodata võiks. Isegi tähtede ühinemine tooks enamat.
Näib tõesti, et järele on jäänud see, mida astronoomid kogu aeg otsisid: ebaõnnestunud supernoova.
Kui see on tõsi, on see tõesti huvitav. Miks? Füüsika pärast.
NASA/Goddardi kosmoselennukeskuse video, mis selgitab, kuidas täht saab kokku põrkuda otse musta auku.
Plahvatamiseks kulub tohutu täht; selle südamikus peab olema piisavalt rõhku (mille põhjuseks on selle kohal oleva tähe mass, mis sellele alla surub), et aja jooksul järjest raskemad elemendid sulanduda. Esiteks sulandub vesinik heeliumiks. Siis, kui see otsa saab, sulatatakse heelium süsinikuks ja nii edasi, kuni südamik kogub rauda. Kui raud sulab, ei vabasta see energiat; see neelab selle. See on suur probleem, sest just see termotuumasünteesi vabastamine hoiab tähte üleval (sarnaselt, et kuum õhk põhjustab õhupalli paisumist). Kui täht üritab rauda sulatada, variseb tuum kokku. Kui tuuma mass on umbes 2,8 korda suurem kui Päikese mass, moodustab see a neutronitäht aga kui seda on rohkem, see moodustab musta augu .
Ja üldiselt, mõlemal juhul käivitab südamiku kokkuvarisemine supernoova väliskihtides ja kaboom .
hierofant pööras kaardi märksõnad
Aga just seal läheb see naljakaks. See ei pruugi alati nii juhtuda. Teoreetilised arvutused näitavad paljude tuumamasside puhul, et plahvatus võib seiskuda. Väliskihid saavad korraliku löögi, kuid mitte tohutut. Nad löövad õhku, kuid see on leebem sündmus kui supernoova piiramatu vägivald.
märgid, et su endine teeskleb, et on sinust üle
See sõltub tegelikult paljudest teguritest, kuid see kipub juhtuma, kui tähe kogumass on Päikese omast ligikaudu 25 korda suurem. Vaadates N6946-BH1 tähelepanekuid, on see umbes selle mass.
Ja seal on rohkem. Näeme, et galaktikates sünnib palju suure massiga tähti, kuid nende kõigi arvestamiseks pole piisavalt supernoovasid. See tähendab, et ebaõnnestunud supernoovasid juhtub suhteliselt sageli.
Samuti, kui vaatame neutrontähtede ja mustade aukude masse, leiame, et nende vahel on tühimik; madalaima massiga mustad augud on endiselt tunduvalt massiivsemad kui kõige suurema massiga neutronitähed. Kui kõik need kompaktsed objektid moodustuksid tavalistest supernoovadest, võite eeldada sujuvat üleminekut. Selle põhjuseks on asjaolu, et supernoovas viibib suur osa tähe materjalist endiselt tuuma lähedal ja see võib äsja tekkinud neutronitähele tagasi kukkuda. Kui seda on piisavalt, variseb neutrontäht kokku, moodustades väikese massiga musta augu. Nii et eeldate, et näete alumises massipiiris palju musti auke. Aga meil ei ole.
Ah, aga ebaõnnestunud supernoova stsenaariumis on seda palju rohkem materjali jäi üle - sündmuseks ei jätkunud piisavalt energiat, et kõik väliskihid ära puhuda. See kukub alla ja lisab oma massi neutronitähe omale, tehes palju massiivsema musta augu. Nii et tegelikult selgitab ebaõnnestunud supernoovade olemasolu palju erinevaid nähtusi.
Ja nüüd oleme suure tõenäosusega ühte näinud! Rohkem tähelepanekuid oleks siiski tore. Näiteks peaks äsja tekkinud must auk kiirgama palju röntgenikiirgust, kuna materjal soojeneb enne kukkumist. Kui me näeme neid röntgenkiirte, aitaks see palju näha, mida me näeme.
Ja jällegi, see on esimene, mida oleme näinud. Arvestades supernoovade arvu olid uuringust avastatud, tähendab see, et umbes 14% kõigist suure massitähe surmadest põhjustavad ebaõnnestunud supernoovasid. Kui see nii on, siis vajame neid sündmusi otsides rohkem pilku taeva poole. Supernoovad loovad ja levitavad meie eksistentsi jaoks sõna otseses mõttes elulisi elemente: rauda, kaltsiumi ja muud. Ilma nendeta poleks teid ja mind sõna otseses mõttes olemas.
Minu arvates muudab see sündmused meie uurimistöö vääriliseks. Isegi siis, kui nad ebaõnnestuvad.
Pilt Krediit: NASA/JPL-Caltech
