Keplera pārnovas post-mortem
Publicēts: 10.04.2013
Japānas satelīta Suzaku novērojumi rentgenstaru diapazonā liecina, ka 1604. gadā Keplera novērotās uzsprāgušās zvaigznes sastāvā bija daudz vairāk smago elementu nekā Saulē. Šie atklājumi palīdzēs astronomiem labāk izprast Ia tipa pārnovu dažādību.
Ia tipa pārnovas ir īpaši svarīga zvaigžņu sprādzienu kategorija, jo tās tiek izmantotas Visuma attālumu un izplešanās ātruma noteikšanai.
"Zvaigznes sastāvs, vide un sprādziena mehānisms dažādām Ia tipa pārnovām ir atšķirīgs," pastāstīja asistējošais fizikas profesors Sangvūks Pārks no Teksasas universitātes ASV. "Tās labāk izprotot, mēs varēsim uzlabot savus priekšstatus par Visumu aiz mūsu galaktikas robežām un pilnveidot kosmoloģijas modeļus, kas ir atkarīgi no šiem mērījumiem."
Labākais veids, kā izpētīt zvaigznes sastāvu, ir veikt tādu kā autopsiju karstās gāzes čaulai, kas radās sprādziena brīdī. Identificējot īpašus marķierus pārnovas atliekās, astronomi var izveidot pilnīgāku priekšstatu par zvaigznes sastāvu pirms sprādziena.
"Keplera pārnova ir viena no nesenākajām Piena Ceļa galaktikā novērotajām Ia tipa pārnovām, tādēļ tā ir svarīgs posms zināšanu pilnveidošanā par šiem notikumiem," teica asistējošais fizikas un astronomijas profesors Karloss Badenes no Pitsburgas universitātes ASV.
Izmantojot Suzaku satelīta rentgenstaru uztvērēju (XIS), astronomi novēroja Keplera pārnovas atliekas 2009. un 2011. gados. Kopējais efektīvās ekspozīcijas laiks pārsniedza divas nedēļas. Iegūtajos datos bija redzamas tikko nojaušamas jonizētā hroma, mangāna un niķeļa pēdas, kā arī spožā dzelzs emisijas josla. Visu četru elementu klātbūtne palīdzēja izprast sākotnējās zvaigznes sastāvu.
"Suzaku XIS instruments, pateicoties augstajai enerģiju izšķirtspējai, jutībai un zemajam fona troksnim, ir īpaši piemērots šāda tipa pētījumiem," piebilda pētījuma dalībnieks, pielietojamās fizikas asistējošais profesors Koji Mori no Mijazaki universitātes Japānā.
Kosmologi Ia tipa pārnovas uzskata par standarta mērauklām, jo šajos sprādzienos izdalās līdzīgs daudzums enerģijas. Zinot Ia tipa pārnovas novēroto spožumu, iespējams noteikt attālumu līdz konkrētajam objektam.
Tiek uzskatīts, ka Ia tipa pārnovas cilmes objekts ir baltais punduris. Lai arī pašas par sevi tās ir stabilas zvaigznes kodola atliekas, pārī ar citu balto punduri vai normālu zvaigzni baltais punduris kļūst nestabils. Normālās zvaigznes gadījumā baltais punduris vāc matēriju, izveidojot akrēcijas disku, gala rezultātā pārsniedzot kritisko masu. Divu balto punduru scenārija gadījumā tie tuvojas viens otram līdz beidzot saplūst.
Abos gadījumos tiklīdz kā baltā pundura masa sasniedz masu, kura ir 1,4 reizes lielāka nekā Saules masa, pārnovas sprādziens ir nenovēršams. Baltā pundura dzīlēs no oglekļa sāk veidoties smagāki elementi un izdalās iespaidīgs daudzums enerģijas. Kodolsintēzes vilnis izveļas cauri zvaigznei. Sprādziens ir tik iespaidīgs, ka to var novērot miljardiem gaismas gadu attālumā.
Sākotnējā baltā pundura sastāvu iespējams izpētīt, nosakot konkrētu elementu, piemēram, mangāna koncentrāciju pārnovas atliekās. Konkrēti, mangāna un hroma attiecības ļauj noteikt neona-22 izotopa koncentrāciju, kas savukārt sniedz norādes par citu, par hēliju smagāku elementu daudzumu.
Keplera pārnovas izpētes rezultāti liecina, ka sākotnējā baltajā pundurī smago metālu daudzums bija aptuveni trīs reizes lielāks nekā Saulē. Pārnovas atliekas, kas atrodas aptuveni 23 000 gaismas gadu attālumā Čūskneša zvaigznāja teritorijā, atrodas tuvāk galaktikas biezi apdzīvotajam centram. Iespējams, ka tur zvaigžņu veidošanās un arī miršana notika daudz straujāk, tādejādi bagātīgāk piesātinot apkārtējo vidi ar smagajiem elementiem.
Lai arī Suzaku rezultāti nepastāsta, kāda tipa dubultzvaigžņu sistēma savulaik bijusi Keplera pārnovas avots, tie norāda, ka baltais punduris nebija vecāks par miljards gadiem.
"Teorijas vēsta, ka zvaigznes vecums un metālu koncentrācija ietekmē Ia tipa pārnovas maksimālo spožumu," piebilda Pārks. "Jaunāku zvaigžņu sprādzieni ir spožāki nekā vecāku. Tādēļ Ia tipa pārnovu vecuma izkārtojuma izpēte ir ļoti svarīga."
NASA
Komentāri
