Астрономы предложили две новые модели вспышек сверхновых

Две группы западных ученых предложили конкурирующие объяснения вспышки сверхновой звезды феноменальной мощности, которую 18 сентября 2006 года зарегистрировала американская орбитальная обсерватория Chandra. Ее свет пришел из галактики NGC 1260, отстоящей от Земли на 238 миллионов световых лет. В соответствии с международной системой наименования сверхновых, она была внесена в каталоги как SN 2006gy. Эта звезда сразу же заинтересовала ученых, поскольку полная мощность ее излучения стократно превысила соответствующий показатель для типичных сверхновых. С самого начала было ясно, что SN 2006gy взорвалась совершенно нестандартным образом.

Сверхновые звезды делятся на две большие группы. Сверхновые первого типа вспыхивают только в звездных парах. Сверхновые типа II рождаются в самом конце жизни одиночных массивных звезд, исчерпавших свое ядерное топливо. Некоторые астрофизики сразу же предположили, что в лице SN 2006gy наука столкнулась с первым примером взрыва одиночной сверхмассивной звезды, который был в теории предсказан еще в конце 60-х годов прошлого века, но до сих пор никогда не наблюдался, сообщает радиостанция Голос Америки.

Природа обычных сверхновых второго типа сейчас хорошо известна. Их типичные предшественники – молодые горячие звезды, весящие более десяти солнечных масс. Они сжигают свое ядерное топливо с огромной скоростью и потому живут не более нескольких миллионов лет. В финале такой звезды у нее образуется железное ядро, покрытое слоями кремния и других легких элементов и заключенное в водородную оболочку. Это ядро под давлением вышележащих слоев сжимается и вращается с огромной скоростью, составляющей до 20% скорости света. Его плотность возрастает настолько, что электроны буквально вжимаются в атомные ядра и сливаются с протонами, превращаясь в нейтроны и нейтрино. Нейтроны остаются на месте, нейтрино покидают звезду, а ядро продолжает сжиматься.

На этой стадии возможны два сценария. Ядра звезд, которые в начале жизни весили 20-100 солнечных масс, претерпевают тотальный гравитационный коллапс и дают начало черным дырам. У звезд в диапазоне 10-20 солнечных масс образуются ядра из нейтронной материи, плотность которой в 100 триллионов раз превышает плотность воды. Внешние слои звезды под действием тяготения обрушиваются на ядро и «отскакивают» от него со скоростью в десятки тысяч километров в секунду. В результате возникает ударная волна, буквально разрывающая звезду изнутри. От нее остается деформированный нейтронный шар радиусом в несколько километров, окруженный разлетающимся облаком светящейся плазмы. Такие шары называют нейтронными звездами.


Для звезд с массой более 100 солнечных масс существует иной сценарий, просчитанный еще 40 лет назад. Согласно этой модели, температура их ядер возрастает настолько, что на определенной стадии там в изобилии появляются гамма-кванты очень высоких энергий, которые, сталкиваясь, превращаются в электронно-позитронные пары. Из-за этого плотность гамма-излучения уменьшается, и внешние слои звезды, которые ранее держались за счет его давления, падают в ее центр. Этот процесс разогревает звездное ядро до такой степени, что оно разлетается на части, не успевая сколлапсировать в черную дыру. Расчеты показывают, что пиковая мощность такого взрыва должна в десятки раз превышать мощность рядовых сверхновых второго типа.

После регистрации звезды SN 2006gy некоторые специалисты сразу же предположили, что она взорвалась именно по такой схеме. Однако эта точка зрения не стала общепринятой. 15 ноября в журнале Nature появились две статьи, в которых описаны альтернативные варианты судьбы погибшего светила.

Один сценарий разработан профессором Калифорнийского университета в Санта-Крус Стэнфордом Вусли, гостящим там сотрудником московского Института теоретической и экспериментальной физики Сергеем Блинниковым и астрофизиком из ФРГ Александром Хегером. Фактически это модификация модели сорокалетней давности. Соавторы считают, что SN 2006gy действительно изначально весила свыше 100 солнечных масс (по их оценке, 110), однако претерпела не один, а два взрыва, которые проходили по только что описанной схеме.

Первый взрыв развеял по пространству не всю звезду, а лишь ее внешние слои, и потому дал вспышку умеренной яркости. Внутренние слои продолжали сжиматься и через 10 лет были разбросаны вторым взрывом. Они нагнали вещество, разлетевшееся после первого взрыва и столкнулись с ним на огромной скорости. В результате в пространстве возникла чрезвычайно нагретая плазменная оболочка. Она и породила «сверхвспышку», свет от которой дошел до Земли в сентябре прошлого года.

Второй сценарий представлен в статье голландских ученых Симона Зварта и Эдварда ван ден Хеувела. По их мнению, причиной прошлогодней вспышки стало ударение двух огромных, но все же не сверхмассивных звезд, старой и сравнительно молодой. Эта гипотеза уже не нова, она была опубликована несколькими месяцами раньше. Зварт и ван ден Хейвел считают, что столкнувшиеся светила находились в центральной зоне галактики NGC 1260, где скопилось куда больше звезд, чем на ее периферии. Выполненные ими расчеты показывают, что шансы на такую звездную встречу достаточно реальны.

Соответствует ли истине хотя бы одна из этих моделей, и если да, то какая? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно продолжать наблюдения за галактикой, где родилась вспышка.

© cybersecurity.ru / 2007-11-20