Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 23 – vyšlo 30. května, ročník 6 (2008) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

23/2008

Najmladšia supernova v našej Galaxii

Vladimír Scholtz

14. mája 2008 bola družicou ChandraChandra – družicová observatoř NASA zkoumající vesmír v rentgenovém oboru. Byla vypuštěna v roce 1999. Na palubě observatoře je rentgenový dalekohled o průměru 1,2 m a ohniskové vzdálenosti 10,05 m, tvořený čtyřmi soubory souosých paraboloidně-hyperboloidních zrcadel o délce 0,85 m, se zorným polem o průměru 1,0° a s rozlišením 0,5″. objavená zatiaľ najmladšia supernova v našej Galaxii. Táto supernova explodovala pred 140 rokmi. Posledný známy výbuch supernovy v našej Galaxii bola supernova Cassiopeia ACas A – zbytek po explozi supernovy v souhvězdí Kasiopeji. Světlo z exploze dolétlo na Zemi přibližně v roce 1670, tehdy však supernovu nikdo nepozoroval. Možná jde o objekt z roku 1680, pozorovaný jako hvězda. Pozůstatek je vzdálený 9 100 světelných roků a září ve všech oborech spektra. Je cílem intenzivního vědeckého výzkumu, neboť jde o relativně mladou a blízkou supernovu a rozmetaná obálka nese ještě mnoho informací o původní hvězdě., ktorej výbuch nastal okolo roku 1680.

Supernova – rozmetání podstatné části hvězdy, při kterém vznikne extrémně jasný objekt, jehož svítívost se o více než 4 řády zvýší. Minimálně 10 % hmotnosti původní hvězdy se přemění na energii exploze. Svítivost posléze klesá v průběhu týdnů či měsíců. K tomuto konci vedou dvě možné cesty: 1) jedná se o velmi hmotnou hvězdu, která ve svém jádře vyčerpala zásoby paliva a začala se hroutit pod silou své vlastní gravitace na neutronovou hvězdu, nebo černou díru; 2) jedná se o bílého trpaslíka, který nahromadil materiál od svého hvězdného průvodce, dosáhl Chandrasekharovy meze a prodělal objemovou termonukleární explozi. Chandra – družicová observatoř NASA zkoumající vesmír v rentgenovém oboru. Byla vypuštěna v roce 1999. Na palubě observatoře je rentgenový dalekohled o průměru 1,2 m a ohniskové vzdálenosti 10,05 m, tvořený čtyřmi soubory souosých paraboloidně-hyperboloidních zrcadel o délce 0,85 m, se zorným polem o průměru 1,0° a s rozlišením 0,5″. VLA – Very Large Array, síť 27 radioteleskopů poskládaných do tvaru písmene Y umístěná v Socorru v Novém Mexiku. Průměr jedné antény je 25 metrů, hmotnost 230 tun. Elektronicky zpracovaná data poskytují rozlišení odpovídající základně 36 kilometrů a citlivost odpovídající jednomu dalekohledu o průměru 130 metrů. Síť provozuje National Radio Astronomy Observatory (NRAO) od roku 1980.

Roentgenová observatória Chandra

Astronómovia pravidelne pozorujú výbuchy supernov v iných galaxiách a na základe týchto pozorovaní sa odhaduje, že v našej Mliečnej ceste vybuchnú každé storočie asi tri supernovy. V tom prípade by sa malo v našej Galaxii nachádzať asi 10 zvyškov po supernovách, mladších ako Cassiopeia čakajúcich na objavenie.

Hľadanie podobných supernov pomáha pri presnejšom určovaní frekvencie ich výbuchov. Pri výbuchu supernovy sa do vesmíru dostáva obrovské množstvo ťažkých častíc, ktoré sú základným stavebným kameňom pre tvorbu nových hviezd a tento proces predstavuje zároveň časť životného cyklu umierania a znovuzrodenia hviezd. Niekedy sa ako pozostatok supernovy môže objaviť aj neutrónová hviezdaNeutronová hvězda – těleso tvořené degenerovaným neutronovým plynem o hmotnosti menší než přibližně 2,2 až 3 M_S (Tolmanova-Oppenheimerova-Volkoffova mez). Typický průměr neutronové hvězdy je v řádu desítek kilometrů, průměrná hustota 10¹⁷ kg m⁻³ dosahuje hodnot hustoty atomového jádra. Neutronové hvězdy vznikají při gravitačním kolapsu velmi hmotných červených veleobrů, při výbuchu supernovy typu II. Obrovský tlak způsobuje „vtlačení“ elektronů do protonů za vzniku neutronů a neutrin. Neutronové hvězdy byly teoreticky předpovězeny ve 30. letech 20. století. alebo čierna dieraČerná díra – objekt, který kolem sebe zakřiví čas a prostor natolik, že z něho nemůže uniknout ani světlo. Část z nich vzniká kolapsem hvězdy v zá­vě­reč­ných fázích vývoje. Druhou skupinu tvoří obří černé díry sídlící v centrech galaxií. Rotující černé díry kolem sebe vytvářejí akreční disky látky a v ose rotace výtrysky vysoce urychlených částic. Paradoxně akreční disky i výtrysky, vznikající v bezprostředním okolí černé díry, velmi intenzivně vyzařují.. Pri výbuchu supernovy taktiež dochádza k veľmi rýchlej expanzii hviezdy pričom sú generované častice s extrémnymi energiami. Tieto nálezy sú dôležité pre ďalší výzkum výbuchu niektorých hviezd a jeho dôsledkov.

Prevažná časť supernov však nebola pozorovaná optickými ďalekohľadmi, to preto, lebo väčšina z nich vzniká v blízkosti centra galaxií a je zahalená hustým oblakom plynu a prachu, ktorí viditeľné svetlo pohlcujú a jasnosť výbuchu klesne asi miliardukrát. Našťastie je však žiarenie supernov pozorovateľné v rádiovej a roentgenovej oblasti elektromagnetického žiarenia. Trosky vybuchnutej hviezdy vymrštené do priestoru narazia do okolitého materiálu, čo spôsobí jeho zahriatie, vznik horúceho plynu a generáciu vysokoenergetických častíc jasne žiariacich v roentgenovej, rádiovej alebo inej oblasti po tisíce rokov. Podľa slov Stephena Reynoldsa z North California State University sú supernovy pozorovateľné optickými ďalekohľadmi aj na vzdialenosti až pol vesmíru, ale obyčajne ich minieme, lebo sú vďaka okolitému prachu utlmené, keďže však rozpínajúci sa prach týchto explózií jasne žiari v rádiových a roentgenových vlnách, jeho zachytením sa väčšinou dozvieme, že sme zase nejakú supernovu prepásli.

Pátranie po tomto konkrétnom objekte, označeného ako G1.9+0.3, začalo v roku 1985, keď bol objavený pozostatok výbuchu supernovy blízko centra našej Galaxie. Vzhľadom k jeho malým rozmerom sa predpokladalo, že by to mohol byť pozostatok asi 400 až 1000 rokov starého výbuchu. Dvadsať dva rokov potom sa na základe pozorovaní z Chandry ukázalo, že veľkosť tohoto objektu od roku 1985 prekvapivo vzrástla až o 16 percent. To znamená, že sa jedná o supernovu omnoho mladšiu než sa prvotne myslelo. V tomto prípade sa vymrštený materiál pohybuje rýchlosťou cez 50 miliónov kilometrov za hodinu, čo je asi 5 % rýchlosti svetla. Je to nepredstaviteľná rýchlosť. Na základe porovnania pozorovaní z roku 1985 z Very Large ArrayVLA – Very Large Array, síť 27 radioteleskopů poskládaných do tvaru písmene Y umístěná v Socorru v Novém Mexiku. Průměr jedné antény je 25 metrů, hmotnost 230 tun. Elektronicky zpracovaná data poskytují rozlišení odpovídající základně 36 kilometrů a citlivost odpovídající jednomu dalekohledu o průměru 130 metrů. Síť provozuje National Radio Astronomy Observatory (NRAO) od roku 1980. v rádiovej oblasti a z roku 2007 z ChandryChandra – družicová observatoř NASA zkoumající vesmír v rentgenovém oboru. Byla vypuštěna v roce 1999. Na palubě observatoře je rentgenový dalekohled o průměru 1,2 m a ohniskové vzdálenosti 10,05 m, tvořený čtyřmi soubory souosých paraboloidně-hyperboloidních zrcadel o délce 0,85 m, se zorným polem o průměru 1,0° a s rozlišením 0,5″. bola supernova určená ako veľmi mladá, stará iba 140 rokov a stala sa zatiaľ najmladšou pozorovanou supernovou v Mliečnej dráhe. Ďalším superlatívom je, že tento objekt produkoval elektróny so zatiaľ najvyššou energiou aké boli pozorované z pozostatku supernovy.

Tento obrázok popisovaného objektu G1.9+0.3 pozostáva z dvoch rôznych snímkov. Prvý snímok bol získaný začiatkom roku 2007 z ChandryChandra – družicová observatoř NASA zkoumající vesmír v rentgenovém oboru. Byla vypuštěna v roce 1999. Na palubě observatoře je rentgenový dalekohled o průměru 1,2 m a ohniskové vzdálenosti 10,05 m, tvořený čtyřmi soubory souosých paraboloidně-hyperboloidních zrcadel o délce 0,85 m, se zorným polem o průměru 1,0° a s rozlišením 0,5″. v roentgenovej oblasti a je znázornený pomarančovou farbou, druhý z roku 1985 zachytený v rádiovej oblasti pomocou teleskopov Very Large ArrayVLA – Very Large Array, síť 27 radioteleskopů poskládaných do tvaru písmene Y umístěná v Socorru v Novém Mexiku. Průměr jedné antény je 25 metrů, hmotnost 230 tun. Elektronicky zpracovaná data poskytují rozlišení odpovídající základně 36 kilometrů a citlivost odpovídající jednomu dalekohledu o průměru 130 metrů. Síť provozuje National Radio Astronomy Observatory (NRAO) od roku 1980. a je znázornený modrou farbou. Z rozdielu veľkostí tohto objektu je vidieť jeho rozpínanie a na základe toho bol odhadnutý vek tejto supernovy na 140 rokov. Rýchle rozpínanie a mladý vek bol pre tento objekt G1.9+0.3 potvrdený opakovaným snímkom z VLA získaným začiatkom tohto roku. Jednotlivé snímky sú znázornené na nasledujúcom obrázku. Zdroj: Chandra.

Klip týždňa: Animácia predpokladaného vývoja objektu G1.9+0.3

Animácia predpokladaného vývoja objektu G1.9+0.3. Animácia začína pohľadom na Mliečnu dráhu. Je vidieť centrum Galaxie zahalené prachom a plynom. Pohľad ďalej pokračuje smerom do stredu Galaxie, kde dôjde k výbuchu supernovy. Výbuchom vyvrhnutá hmota interaguje s okolitým plynom a vzniká relikt výbuchu supernovy žiariaci v roentgenovom a rádiovom spektre. Zdroj: Chandra. (mpg, 5 MB)

Odkazy