Šviesa nuo žvaigždės, kuri sprogo beveik prieš tūkstantmetį, vis dar su mumis kalba. Dabar jos balsas aiškesnis nei bet kada.
Žvaigždė sprogo prieš 850 metų. Kaip tai bebūtų, ji vis dar gyva
Nauji Gemini North vaizdai pavertė Pa 30 iš neryškaus šešėlio į siūlų pynę, sudarytą iš dujinių mazgelių. Tai, kas atrodė kaip lygūs siūlai, iš tikrųjų yra kompaktiškos emisijos grandinės, kiekvienas mazgelis toks tankus ir vienodas, kad verčia klausti, kaip jie susiformavo ir kaip išlaikė vientisumą šimtmečius.
Pilietiniai mokslininkai pirmieji atkreipė dėmesį į Pa 30 2013 m. Profesionalūs astronomai tada išnagrinėjo archyvinius stebėjimus ir istorinius įrašus, susiedami šią nebulą su 1181 m. Rytų Azijoje ir Artimuosiuose Rytuose fiksuota supernova. Toks identifikavimas pavertė Pa 30 vienu iš vos penkių teleskopo amžiaus pradžią menančių supernovų, kurių liekanas dabar galime susieti su šiuolaikiniais stebėjimais. Retai pasitaiko, kad užfiksuotas sprogimas turi išlikusį žvaigždės branduolį, kurį dar galima aptikti šiandien.
Gemini North lazeris prasiskverbia pro oro švytėjimą. Gemini North teleskopo lazerio vadinamoji žvaigždė skrieja į atmosferą. Lazerio vedama žvaigždė naudojama žemės atmosferos turbulencijai matuoti, kad teleskopas galėtų ją kompensuoti ir gauti aiškius naktinio dangaus vaizdus.
Ką atskleidžia vaizdai ir kaip jie buvo sukurti
Esantis maždaug už 7 500 šviesmečių Pa 30 yra pakankamai arti, kad Gemini North galėtų atskirti smulkius detalius. Teleskopas, įsikūręs Mauna Kea apie 4 200 metrų aukštyje, naudoja adaptinę optiką ir Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS), kad įveiktų Žemės atmosferos neryškumą. Komanda sujungė ilgų ekspozicijų vaizdus ir siaurajuostes filtracijas, pritaikytas emisijos linijoms - konkrečiai jonizuotai sierai, S II, ir dvigubai jonizuotam deguoniui, O III, - norėdama žemėlapiuoti dujas skirtingose temperatūrose ir jonizacijos būsenose.
S II duomenys tapo lemiamu posūkiu. Jie atskleidė maždaug dešimt kartų daugiau siūlų struktūros nei ankstesni vaizdai. Tie siūlai nėra nenutrūkstamos juostos; jie skyla į karolį mazgelių. Įsivaizduokite perlų grandinę ant siūlų, išbarstytą per blankią emisijos aureolę. Kiekvienas mazgelis yra kompaktiškas. Autorių teigimu, sritis vieno mazgelio viduje galėtų, turėdama laisvos vietos, talpinti mūsų Saulės sistemos tūrio erdvę iki Neptūno orbitos maždaug dešimt kartų. Tai suteikia mastelio pojūtį: mažas žvaigždžių erdvėje, bet reikšmingas žmogaus mastu.
Tim Cunningham, kuris kartu vadovavo stebėjimo programai būdamas Center for Astrophysics, ir Ilaria Caiazzo, dabar dirbanti Institute of Science and Technology Austria, koordinavo analizę. Jų darbą paskelbė The Astrophysical Journal ir jis remiasi tiek naujais Gemini stebėjimais, tiek dešimtmečių kontekstu iš istorinių pranešimų ir apžvalginių duomenų.
Kodėl išlikusi žvaigždė daro šį likutį neįprastą
Pa 30 siejamas su Iax tipo supernova, reta klasė, kartais apibūdinama kaip nevisiškas arba nepavykęs termonuklearinis sprogimas. Skirtingai nuo kanoninių Ia tipo sprogimų, kurie visiškai išsklaido baltąją nykštukę, Iax įvykiai gali palikti susaistytą likutį. Pa 30 atveju teleskopai gali aptikti išlikusį žvaigždės branduolį nebulos centre - tai stebėjimo retybė mūsų galaktikoje.
Tuo tarpu daugelyje supernovų žvaigždė būna išmesta su pastebimu greičiu dėl sprogimo asimetrijos, tačiau Pa 30 viduje esanti žvaigždė sėdi beveik tiksliai geometriniame nebulos centre. Komanda išmatavo likučio skersinį greitį - judėjimą per dangų - ir nustatė griežtą viršutinę ribą bet kokiam šoniniam impulsui. Išvada: sprogimas turi būti buvęs neįprastai simetriškas arba išlikusiam branduoliui perduotas impulsas buvo itin mažas. Šis ribojimas padeda susiaurinti teorinius modelius apie tai, kaip dvi baltos nykštukės gali susidūrusios ar sąveikaujančios sukelti Iax tipo rezultatą.
Ekspertų įžvalga
"Pa 30 yra lyg Rosetės akmuo retoms termonuklearinėms sprogimams", sako dr. Maya Singh, observacinė astrofizikė Edinburgo universitete. "Galime tikrinti modelius su tikra geometria ir tikrais greičiais. Mazgoti siūlai pasakoja istoriją apie smūgines sąveikas ir magnetinį sulaikymą, apie kurią simuliacijos tik užuomina. Daugiau tokių objektų radimas leis mums susieti sprogimo fiziką su populiacijos statistika."
Identifikuoti daugiau Iax tipo likučių yra reali artimo laikotarpio perspektyva. Ryškių svečių žvaigždžių istorijos įrašai siekia tik apie tūkstantį metų, tad daugelis įrašytų įvykių gali būti dar nesusieti su moderniais likučiais. Dabar, kai Pa 30 morfologija ir spektriniai pirštų atspaudai geriau apibūdinti - stipri S II emisija, išskirtinė O III struktūra, kompaktiškos mazgelių grandinės - astronomai gali peržiūrėti apžvalgų archyvus ir būsimus plataus lauko duomenų rinkinius, kad pažymėtų panašius kandidatus.
Cunningham pažymi, kad modernios dangaus apžvalgos ir mašininio mokymosi vamzdynai generuoja milžinišką potencialių taikinių kiekį. Išsamus Pa 30 žemėlapis tarnaus kaip šablonas atrankai. Didžiųjų duomenų eroje astronomijoje gerai ištirtas pavyzdys yra neįkainojamas. Jis moko algoritmus, kaip atrodo Iax tipo likutis, kai jis yra išspręstas, ir treniruoja žmones klasifikuotojus prioritetizuoti perspektyviausius kandidatus tolimesniam spektroskopiniam tyrimui.
Ilaria Caiazzo, asistentė Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Caiazzo kartu su Tim Cunningham iš Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian vadovavo studijai; Cunningham dabar yra asistentas University of Warwick.
Platesnės pasekmės ir tolimesni žingsniai
Be to, kad ieškoma Pa 30 artimų giminaičių, šie stebėjimai kelia pagrindinius klausimus. Kaip kompaktiški mazgeliai susiformuoja plečiančiuose išmetamuose sluoksniuose ir išlieka šimtmečius? Ar magnetiniai laukai, persiūti per likutį, sulaiko tuos mazgelius? Ar mazgeliai žymi gumulus, paleistus sprogimo metu, ar jie yra vėlesnių hidrodinaminių nestabilumų rezultatas, kai išmetimai sąveikauja su blankia aplinka?
Atsakyti į šiuos klausimus reikia tiek modeliavimo, tiek papildomų duomenų. Aukštesnės skiriamosios gebos spektroskopija galėtų atkartoti greičius atskirose mazgeliuose. Poliarimetrijos matavimai galėtų atskleisti magnetinių laukų vaidmenį. Ilgalaikis stebėjimas patikrins, ar mazgeliai kinta ar išsisklaido stebimų laiko skalėse.
Galiausiai Pa 30 primena, kad mūsų galaktika vis dar slepia paslaptis akivaizdžioje erdvėje. Kai kurios žvaigždžių mirtys nepalieka tvarkingo užbaigimo. Kai kuriais atvejais žvaigždė išlieka - su randais, bet spindi - ir pasakoja sudėtingą istoriją. Pa 30 suteikia astronomams retą laboratoriją tirti ribą tarp visiško sunaikinimo ir išlikimo termonuklearinių sprogimų metu.
Išvados
Gemini North vaizdai Pa 30 iškelia iš senovinės neaiškumo. Siūlus pakeičia mazgeliai. Išlikęs branduolys sėdi ten, kur fizika prognozuoja, jog jis galėtų būti, jei sprogimas išlaikė simetriją. Tyrėjams, ieškantiems žvaigždžių sprogimų fosilijų, Pa 30 yra ir etalonas, ir švyturys. Su naujomis apžvalgomis ir tobulėjančiais analizės įrankiais daugiau tokių retų, dalinai sprogusių sistemų gali netrukus pasirodyti. Kai tai įvyks, Pa 30 bus matas, pagal kurį jos bus vertinamos.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.