Неутринови као покретачка сила супернова?

Остатак Супернове потврђује улогу елементарних честица

Реликвија супернове Касиопеја А пружа доказ да су неутрини покретачка снага експлозија звезда. © НАСА / ЈПЛ-Цалтецх
читају наглас

"Честице духова" као експлозивни узрочници: Неутрини би могли играти важну улогу у експлозијама супернове. Зато што преносе огромне енергије из распадајућег звезда језгра у овојницу гаса, покрећући експлозију. Докази за учешће безмасних "честица духова" астрономи су сада откривени у остатку супернове Касиопеја А. У његовом случају, брзина, састав и дистрибуција атома тачно одговарају моделима супернова вођених неутрином.

На крају свог живота, масивне звезде експлодирају у супернови: њихово језгро се руши под утицајем сопствене гравитације, ослобађајући огромне количине енергије. Они бацају спољне шкољке звезде у свемир, формирајући ватрене гасове остатака супернове. Кондензовано језгро звезде, с друге стране, постаје неутронска звезда - у свом унутрашњем притиску и температури толико су високи да се протони и електрони атома стапају у неутроне.

Неутринови као носиоци енергије?

Али како тачно пренос енергије делује у супернови, астрономи се питају више од 50 година. Неутриноси, према једној хипотези, играју главну улогу - елементарне честице без маси које се изузетно брзо крећу кроз свемир, али једва утичу на материју. Они су узроковани распадањем честица унутар сунца и других звезда, али и радиоактивним распадом и црним рупама.

Према моделу, неутрини се утркују у супернови из спољњег језгра који имплодира. Неке неутрине апсорбује звездаста шкољка и загрева гас. Попут лонца кључале воде, почиње да бубри. Ако врел постане превише јак, проузроковаће експлозију супернове - слично као и поклопац који се издувава из лонца.

Компјутерски модел избациваног супернове изотопа никла 56: Расподељен је асиметрично. МПИ за астрофизику

Бубблинг плинови

Проблем: Неутрине је тешко открити и сигурно их директно не посматрамо. Али према моделима, они се морају посредно издати по ефекту који имају на ток супернове. Пошто се гас загрејан неутрином снажно загреје, експлозија почиње асиметрично. С једне стране избачено је више материје, а са њом и тежи елементи попут титанијума и никла. Са друге стране, неутронска звезда добија резервну копију и баца се један комад у супротном смеру. дисплеј

Сада су астрономи око Аннопа Вонгватханарата из јапанског истраживачког центра РИКЕН први пут успели да докажу овај ефекат и тако индиректно учешће "честица духова" у супернови. Уместо тога, они су анализирали расподелу атомских језгара у реликви супернове Касиопеје А, остатку експлозије звезде удаљеној око 11.000 светлосних година.

Проматрање потврђује модел

Опажања су открила да се неутронска звезда Касиопеја А врти на југу брзином од око 350 километара у секунди, али већина тешких радиоактивних изотопа титанијума и никла креће се у супротном смеру. То је прилично оно што нумерички модели предвиђају експлозију звјезданих звијезда вођених неутрином, објашњавају астрономи.

Примећена расподјела радиоактивног никла (56Ни, зелена) и титанијума (44Ти, плава) МПИ за астрофизику

Али не само да се просторна дистрибуција уклапа, већ се и величине и брзине избачених атома добро слажу са моделима. "Ово импресивно показује да би Цас А могао да буде гасовити остатак супернове коју покреће неутрино", каже коаутор Ханс-Тхомас Јанка из Института за астрофизику Мак Планцк из Гарцхинга.

Да ли ће ови резултати бити преносиви на друге супернове, морат ћемо даље посматрати. Астрономи су се већ удружили у већој сарадњи, која сада жели да упореди теоријска предвиђања са већим бројем остатака супернове. (Тхе Астропхисицал Јоурнал, 2017; дои: 10.3847 / 1538-4357 / аа72де)

(Институт за астрофизику Мак Планцк, 22.06.2017. - НПО)