SN 1987A

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
SN 1987A
Supernova1987A.jpg
Остаток SN 1987A, снимок телескопа «Хаббл», опубликованный 19 мая 1994 года[1]
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000,0)
Тип сверхновой

II[2]

Галактика

Большое Магелланово Облако

Созвездие

Золотая Рыба

Прямое восхождение

05ч 35м 28,01с[3]

Склонение

-69° 16′ 11,6″[3]

Дата открытия

23 февраля 1987

Расстояние

51,4 кпк (168000 световых лет)

Физические характеристики
Прародитель

Sanduleak -69° 202

Класс прародителя

голубой сверхгигант

Другие обозначения

HP99 854, WS90 1, INTREF 262, XMMU J053528.5-691614, SHP2000, LMC 264, AAVSO 0534-69

[ Информация ] в Викиданных

SN 1987A — сверхновая звезда, вспыхнувшая на окраине туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике-спутнике Млечного Пути, приблизительно в 51,4 килопарсеках (168 тысяч световых лет) от Земли[3]. Свет вспышки достиг Земли 23 февраля 1987 года[4]. Поскольку это была первая сверхновая, наблюдавшаяся в 1987 году, ей присвоили название SN 1987A.

В максимуме, достигнутом в мае 1987 года, она была видимой невооружённым глазом, пиковая видимая звёздная величина составила +3[5]:185. Это самая близкая вспышка сверхновой, наблюдавшаяся со времён изобретения телескопа[6].

Звезда-предшественник и вспышка[править | править вики-текст]

Сверхновая SN 1987A была открыта Яном Шелтоном при помощи 25-см астрографа обсерватории Лас-Кампанас[5]:182, а первая фотография получена Мак Нотом 23 февраля в 10:35[7]:22. В течение первой послевспышечной декады светимость SN 1987A уменьшалась, а затем почти три месяца увеличивалась до максимума[8]. Звездой-предшественником SN 1987A был голубой сверхгигант Sanduleak −69° 202[9] с массой около 17 масс Солнца, который присутствует ещё в Капском фотографическом обозрении 1896—1900 гг.[5]:183 По радиоизлучению, зарегистрированному в первые две недели вспышки, радиоастрономами было установлено, что окружавший звезду газ по плотности и скорости соответствовал звёздному ветру голубого сверхгиганта. В то же время ультрафиолетовое излучение, зарегистрированное в мае 1987 года спутником IUE, по спектру соответствовало газу более высокой плотности и меньшей скорости, располагавшемуся дальше от звезды-предшественника. На основе анализа был сделан вывод, что этот газ соответствовал звёздному ветру красного сверхгиганта, дувшему за тысячи лет до вспышки, то есть что звезда-предшественник была в то время красным сверхгигантом, но затем превратилась в голубой сверхгигант[7]:29.

Вспышка потребовала пересмотра некоторых положений теории звёздной эволюции, поскольку считалось, что почти исключительно красные сверхгиганты и звёзды Вольфа — Райе могут вспыхивать как сверхновые[5]:184.

SN 1987A является сверхновой типа II, образующейся на конечном этапе из одиночных массивных звёзд, о чём свидетельствовали линии водорода уже в самых ранних спектрах этой сверхновой, так как именно водород и гелий являются основными элементами оболочки сверхновых II типа[7]:23-24.

Место в созвездии (красная точка)
Dorado constellation map ru lite.png
Locator Dot.gif

Нейтринная вспышка[править | править вики-текст]

В 2:52 по всемирному времени 23 февраля на советско-итальянском нейтринном телескопе под горой Монблан было зарегистрировано 5 событий, вызванных нейтрино; подобные эффекты фон способен создавать лишь раз в два года[5]:192. А в 7:35 по всемирному времени 23 февраля (приблизительно за 3 часа до первого обнаружения сверхновой на фотопластинке) нейтринные обсерватории Kamiokande II, IMB и Баксан зарегистрировали вспышку нейтрино, длившуюся менее 13 секунд, причём по данным Kamiokande II было определено направление, с точностью около 20 градусов совпавшее с направлением на Большое Магелланово Облако[5]:191. Хотя за это время были зарегистрированы всего 24 нейтрино и антинейтрино, это существенно превысило фон. Это был первый случай регистрации нейтрино от вспышки сверхновой. По современным представлениям, энергия нейтрино составляет около 99 % общей энергии, выделяемой при вспышке. Всего выделилось порядка 1058 нейтрино с общей энергией порядка 1046 джоулей[5]:189 (~100 Foe). Всплеск нейтрино, нёсший львиную долю гравитационной энергии, свидетельствовал о коллапсе ядра звезды-предшественника и образовании на его месте нейтронной звезды[7]:26-27

Нейтрино и антинейтрино достигли Земли практически одновременно, что стало подтверждением общепринятой теории, по которой гравитационные силы действуют на материю и антиматерию одинаково.

Тепловой энергии разлетающегося вещества оболочки сверхновой недостаточно для объяснения длительности её вспышки, продолжавшейся несколько месяцев. На поздней стадии сверхновая светилась за счёт энергии радиоактивного распада никеля-56 с образованием кобальта-56 и последующего распада кобальта-56 с образованием железа-56[10]. Уносящие большую часть энергии распада гамма-кванты, рассеиваясь оболочкой, породили также жесткое рентгеновское излучение сверхновой[7]:25-27.

10 августа 1987 года обсерваторией «Рентген» на модуле Квант-1 было обнаружено жёсткое рентгеновское излучение SN 1987A[5]:195, получены широкополосные (~1-1000 кэВ) спектры излучения этой сверхновой[11]. Поток в диапазоне 20—300 кэВ от SN 1987A был также зарегистрирован спутником Ginga[5]:195. Гамма-излучение от сверхновой регистрировалось в августе-ноябре 1987 года спутником SMM[7]:26.

Световое эхо[править | править вики-текст]

В феврале 1988 года на Европейской южной обсерватории было обнаружено световое эхо сверхновой SN 1987A. Оно представляло собой два концентрических кольца вокруг места вспышки сверхновой, которые созданы рассеявшимся на газо-пылевых облаках светом, испущенным сверхновой во время вспышки[7]:29.

В исследовании, опубликованном в июне 2015 года, используя изображения с космического телескопа Хаббл и Very Large Telescope, сделанных в период с 1994 по 2014 год, показывается, что выбросы сгустков материи, составляющих кольца исчезают. Прогнозируется, что кольца исчезнут в период между 2020 и 2030 годами[12].

Остаток SN 1987A, наложение снимков в разных диапазонах спектра, 6 января 2014 года. Данные ALMA (радиодиапазон, красный цвет) показывают вновь образовавшуюся пыль в центре остатка. Данные телескопов «Хаббл» (видимый диапазон, зелёный цвет) и «Чандра» (рентгеновский диапазон, синий цвет) показывают распространение ударной волны

Остаток сверхновой[править | править вики-текст]

Остаток SN 1987A является объектом пристального изучения. Особенностью сверхновой являются открытые в 1994 два симметрично расположенных неярких кольца, образовавшихся при слиянии двух звёзд[13][14].

Около 2001 года разлетающееся со скоростью, превышающей 7000 км/с, вещество, образовавшееся в результате взрыва, достигло внутреннего кольца. Это стало причиной нагревания последнего и генерации рентгеновского излучения, поток которого от кольца увеличился в три раза с 2001 по 2009 год. Часть рентгеновского излучения, поглощаемая близким к центру плотным веществом ответственна за сравнимое увеличение потока от остатка в видимом диапазоне за период с 2001 по 2009 гг. Это увеличение яркости остатка повернуло вспять процесс, наблюдавшийся до 2001 года, когда поток в видимом диапазоне уменьшался из-за распада изотопа титан-44[15].

Астрономы предсказывали, что по мере остывания газа после взрыва, атомы кислорода, углерода и кремния в холодных центральных частях остатка будут связываться, образуя большие количества молекул и пыли. Однако наблюдения SN 1987A с помощью инфракрасных телескопов в течение первых 500 дней после взрыва выявили лишь малые количества горячей пыли. 6 января 2014 года появилось сообщение об обнаружении в рамках проекта ALMA намного больших количеств холодной пыли, которые ярко светились в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Астрономы оценили, что на тот момент остаток сверхновой содержал вновь образовавшуюся пыль массой в четверть массы Солнца, и что почти весь углерод, выделившийся в результате взрыва, вошёл в состав пыли; они также нашли значительные количества диоксида углерода и моноксида кремния[16][17].

Ни нейтронная звезда, ни чёрная дыра, которые, по некоторым моделям, должны находиться на месте вспышки, пока не обнаружены.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Hubble Finds Mysterious Ring Structure around Supernova 1987a (англ.), HubbleSite (19 May 1994). Архивировано из первоисточника 27 апреля 2015. Проверено 27 апреля 2015.
  2. (2013) «Bolometric corrections for optical light curves of core-collapse supernovae». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 437 (4). arXiv:1311.1946. DOI:10.1093/mnras/stt2187. Bibcode2014MNRAS.437.3848L.
  3. 1 2 3 SN1987A in the Large Magellanic Cloud. Hubble Heritage Project. Проверено 25 июля 2006.
  4. «Astrometry of SN 1987A and Sanduleak-69 202». Bibcode1987A&A...177L...1W.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ефремов Ю. Н., Шакура Н. И. Сверхновая 1987 A в Большом Магеллановом Облаке // Астрономический календарь на 1989 год : Справочное издание. — М.: Наука, 1988. — С. 181—195. — ISSN 0132-4063.
  6. Более близкая сверхновая G1.9+0.3, открытая в 1985 году по её остатку и, по подсчётам учёных, вспыхнувшая около 1868 года, в то время не наблюдалась.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Чугай Н. Н. Сверхновая в Большом Магеллановом Облаке // Земля и Вселенная. — М.: Наука, 1989. — № 2. — С. 22-30.
  8. Мустель Э. Р., Чугай Н. Н. Сверхновые, какими мы их видим // Наука и человечество. — М.: Знание, 1988.
  9. Sk −69° 202 в SIMBAD
  10. Астрофизический модуль «Квант» // Наука и человечество. — М.: Знание, 1989. — С. 299—301.
  11. Discovery of hard X-ray emission from supernova 1987A [1] с теоретическими предсказаниями спектра излучения сверхновой [2]
  12. Supernova prized by astronomers begins to fade from view. Проверено 13 июня 2015. Архивировано из первоисточника 13 июня 2015.
  13. [astro-ph/0703317] The Triple-Ring Nebula around SN1987A: Fingerprint of a binary merger
  14. Элементы — новости науки: Объяснено происхождение колец сверхновой 1987А
  15. Larsson J et al (2011). «X-ray illumination of the ejecta of supernova 1987A». Nature 474 (7352): 484–486. DOI:10.1038/nature10090.
  16. Supernova’s Super Dust Factory Imaged with ALMA (англ.), National Radio Astronomy Observatory (6 January 2014). Архивировано из первоисточника 27 апреля 2015. Проверено 27 апреля 2015.
  17. Indebetouw R et al (2014). «Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA». The Astrophysical Journal Letters 782 (1). arXiv:1312.4086. DOI:10.1088/2041-8205/782/1/L2.

Ссылки[править | править вики-текст]