CP v2

Tag: Supernovos

  • Paukščių takas gali slėpti 170 mln. juodųjų skylių: mokslininkai parodė, kur jų ieškoti

    Paukščių takas gali slėpti 170 mln. juodųjų skylių: mokslininkai parodė, kur jų ieškoti

    Juodosios skylės yra vieni slapčiausių Visatos objektų: jos beveik neskleidžia šviesos, todėl dažniausiai lieka nematomos. Astronomai jas patikimiausiai aptinka tik tada, kai jos „maitinasi“ ir įkaitina aplinkines dujas, arba kai išduoda savo trauką aplinkiniams kūnams.

    Dėl to iki šiol nebuvo aišku, kiek Paukščių take gali būti žvaigždinės masės juodųjų skylių, susidariusių po masyvių žvaigždžių žūties. Nauji modeliavimai rodo, kad jų mūsų galaktikoje gali būti apie 170 000 000, nors dauguma jų tebūtų tylūs, praktiškai nepastebimi klajūnai.

    Tyrėjų skaičiavimai paremti Paukščių tako raidos imitavimu per maždaug 13,6 mlrd. metų: įvertinta žvaigždžių formavimosi istorija, jų gyvavimo trukmė, supernovų dažnis ir tikėtina, kiek branduolių turėjo virsti juodosiomis skylėmis. Tokia metodika leidžia daryti prielaidą ne tik apie bendrą skaičių, bet ir apie tai, kur šie objektai turėtų būti pasiskirstę šiandien.

    Modelis rodo, kad ties Saulės atstumu nuo galaktikos centro juodųjų skylių tankis nėra didelis, todėl artimoje kosminėje kaimynystėje jų aptikti būtų sudėtinga. Visgi bendras skaičius milžiniškas, nes Paukščių takas yra didžiulė struktūra, per savo istoriją pagimdžiusi ir „užgesinusi“ daugybę masyvių žvaigždžių.

    Ypatingas dėmesys skiriamas vadinamiesiems gimimo smūgiams, kuriuos juodoji skylė gali gauti supernovos metu. Jei sprogimas būna nesimetriškas, naujai susiformavęs objektas įgauna papildomą greitį ir gali būti „išspirtas“ tolyn nuo savo gimimo vietos.

    Dėl šių smūgių juodųjų skylių pasiskirstymas turėtų skirtis nuo įprasto žvaigždžių disko. Skaičiavimai leidžia manyti, kad juodųjų skylių „diskas“ gali būti gerokai storesnis už plonąjį žvaigždžių diską: atitinkamai apie 790 parsekų, palyginti su maždaug 306 parsekais, nes dalis objektų pakyla aukščiau galaktikos plokštumos.

    Modeliavimai taip pat numato įdomią tendenciją: lengvesnės juodosios skylės, tikėtina, nuskrenda toliau nuo galaktikos plokštumos. Aiškinama, kad tokiais atvejais supernova išmeta daugiau medžiagos, o atatranka būna stipresnė, tuo tarpu sunkesnės juodosios skylės formuojasi, kai dalis medžiagos „sugrįžta“ atgal ir sumažina smūgio efektą.

    Šios prognozės svarbios ne vien dėl statistikos. Jei būsimi plataus masto dangaus stebėjimai, ypač ieškantys subtilių gravitacinių poveikių ir juodųjų skylių judėjimo pėdsakų, patvirtins numatytą masių ir greičių pasiskirstymą, tai padėtų geriau suprasti pačias supernovas ir juodųjų skylių formavimosi mechanizmus.

    Tyrėjai pabrėžia, kad dabartinės juodųjų skylių padėtys ir judėjimas gali išsaugoti jų kilmės „parašą“ ir tapti savotišku Paukščių tako istorijos archyvu. Kitaip tariant, nematoma galaktikos populiacija gali suteikti netikėtai daug informacijos apie tai, kaip Paukščių takas augo ir keitėsi per milijardus metų.

    Darbas paskelbtas kaip išankstinis mokslinis rankraštis ir šiuo metu laukia formalaus recenzavimo. Tai reiškia, kad skaičiai ir detalės dar gali kisti, tačiau pati kryptis aiški: didžioji dalis galaktikos juodųjų skylių tikėtina yra tylios, išsibarsčiusios ir aptinkamos tik netiesioginiais metodais.

  • Antarktidos lede aptiko supernovų pėdsaką: atskleidė, kur kosmose keliavo Žemė

    Antarktidos lede aptiko supernovų pėdsaką: atskleidė, kur kosmose keliavo Žemė

    Antarktidos ledo gręžiniuose mokslininkai aptiko itin retą geležies izotopą geležį-60, kuris, kaip teigiama, gali būti tiesioginis įrodymas, kad Saulės sistema pastaraisiais dešimtimis tūkstančių metų judėjo per tarpžvaigždinę supernovų dulkėmis prisotintą sritį. Šis radinys ledo sluoksnius paverčia savotišku Žemės kelionės kosmose „skrydžio registratoriumi“.

    Tyrimą atliko komanda, vadovaujama branduolinės astrofizikos specialisto Dominiko Kolo iš Vokietijos Helmholtzo centro Drezdene-Rosendorfe. Jie lede ieškojo atomų, kurių kilmę paaiškinti procesais Žemėje praktiškai neįmanoma.

    Kas ypatinga geležyje-60?

    Geležis-60 susidaro tik ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, žvaigždėms sprogstant supernovomis. Žemėje ji natūraliai nesiformuoja reikšmingais kiekiais, todėl jos aptikimas aplinkoje paprastai siejamas su kosminės kilmės dulkėmis.

    Dar vienas svarbus argumentas yra šio izotopo irimas: jo pusėjimo trukmė siekia apie 2,6 milijono metų. Tai reiškia, kad jeigu geležies-60 ir buvo Žemėje jos formavimosi pradžioje, per geologiškai trumpą laiką ji turėjo išnykti, tad šiandien randami pėdsakai laikomi „šviežiu“ įnašu iš kosmoso.

    Kaip Antarktidos ledas tapo laiko kapsule?

    Antarktidos ledo skydas formuojasi sluoksnis po sluoksnio iš sniego, o kartu su krituliais įšąla ir atmosferos dalelės. Suslėgtas ledas leidžia išgręžti cilindrinius gręžinius, kuriuose sluoksniai atspindi skirtingus laikotarpius.

    Naudodami Europos projekto Antarktidos ledo gręžiniams medžiagą, tyrėjai ištyrė apie 295 kilogramus ledo. Ledą jie ištirpdė, išskyrė likusias priemaišas ir suskaičiavo itin mažą kiekį geležies-60 atomų.

    Ką rodo skirtingos koncentracijos?

    Komanda praneša, kad geležies-60 pėdsakų aptikta ledo sluoksniuose, datuojamuose maždaug prieš 40 000–81 000 metų. Kartu nustatyta, kad šiuose senesniuose sluoksniuose izotopo koncentracija mažesnė nei pastarųjų dešimtmečių Antarktidos sniege.

    Toks skirtumas dera su hipoteze, kad Saulės sistema šiuo metu juda per vadinamąjį Vietinį tarpžvaigždinį debesį. Tai dujų, dulkių ir plazmos sritis, kuri, kaip manoma, galėjo būti „pasėta“ supernovų liekanomis, o Žemę pasiekia vos juntamas kosminių dulkių „lietus“.

    „Šie rezultatai leidžia manyti, kad Vietinis tarpžvaigždinis debesis yra kosminis archyvas, kuriame saugoma supernovų pagaminta geležis-60“, – rašė tyrėjai.

    Mokslininkų vertinimu, ledo gręžinių įrašas rodo, kad Saulės sistema per šią sritį galėjo judėti bent 80 000 metų, pereidama per retesnes ir tankesnes debesies zonas. Tai svarbu ne tik kosminės aplinkos rekonstrukcijai, bet ir geresniam supratimui, kaip tarpžvaigždinė medžiaga pasiekia Žemės atmosferą.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Physical Review Letters, o tolesni darbai turėtų padėti tiksliau susieti izotopų „pikas“ su konkrečiais mūsų kosminės kaimynystės pokyčiais. Tokie duomenys gali papildyti ir kitus archyvus, pavyzdžiui, vandenynų nuosėdų įrašus, kuriuose taip pat fiksuojami supernovų kilmės izotopai.