Sa kamakailang nai-publish na mga papeles, tinatantya ng mga mananaliksik ang rate ng pagbagsak ng supernova core sa Milky Way na 1.63 ± 0.46 na mga kaganapan bawat siglo. Samakatuwid, dahil sa huling kaganapan sa supernova, ang SN 1987A ay naobserbahan 35 taon na ang nakakaraan noong 1987, ang susunod na kaganapan ng supernova sa Milky Way ay maaaring asahan anumang oras sa malapit na hinaharap.
takbo ng buhay ng a bituin at supernova
Sa sukat ng oras na bilyun-bilyong taon, bituin sumailalim sa isang kurso ng buhay, sila ay ipinanganak, edad at sa wakas ay namatay na may pagsabog at kasunod na dispersal ng mga materyal ng bituin sa interstellar puwang bilang alabok o ulap.
Ang buhay ng a bituin nagsisimula sa isang nebula (ulap ng alikabok, hydrogen, helium at iba pang mga ionized na gas) kapag ang gravitational collapse ng isang higanteng ulap ay nagbunga ng isang protostar. Patuloy itong lumalaki sa pagdami ng gas at alikabok hanggang sa maabot nito ang huling masa nito. Ang huling masa ng bituin tinutukoy ang buhay nito gayundin ang nangyayari sa bituin habang nabubuhay ito.
lahat bituin nakukuha ang kanilang enerhiya mula sa nuclear fusion. Ang nuclear fuel na nasusunog sa core ay lumilikha ng malakas na panlabas na presyon dahil sa mataas na temperatura ng core. Binabalanse nito ang paloob na puwersa ng gravitational. Naaabala ang balanse kapag naubos ang gasolina sa core. Bumababa ang temperatura, bumababa ang panlabas na presyon. Bilang resulta, nagiging nangingibabaw ang puwersa ng gravitational ng papasok na pagpisil na pumipilit sa core na kurutin at gumuho. Kung ano ang wakas ng isang bituin pagkatapos ng pagbagsak ay nakasalalay sa masa ng bituin. Sa kaso ng mga supermassive na bituin, Kapag bumagsak ang core sa maikling panahon, lumilikha ito ng napakalaking shock wave. Ang malakas, maliwanag na pagsabog ay tinatawag na supernova.
Ang lumilipas na astronomical na kaganapang ito ay nangyayari sa huling yugto ng ebolusyon ng isang bituin at nag-iiwan ng supernova na labi. Depende sa masa ng bituin, ang nalalabi ay maaaring isang neutron star o a Black hole.
SN 1987A, ang huling supernova
Ang huling supernova event ay SN 1987A na nakita sa southern sky 35 taon na ang nakakaraan noong Pebrero 1987. Ito ang kauna-unahang supernova event na nakikita ng mata mula noong Kepler's noong 1604. Matatagpuan sa kalapit na Large Magellanic Cloud (isang satellite kalawakan ng Milky Way), isa ito sa pinakamaliwanag na sumasabog na mga bituin na nakita sa mahigit 400 taon na nagliliyab sa lakas ng 100 milyong araw sa loob ng ilang buwan at nagbigay ng natatanging pagkakataon upang pag-aralan ang mga yugto bago, habang, at pagkatapos ng pagkamatay ng isang bituin.
Ang pag-aaral ng supernova ay mahalaga
Ang pag-aaral ng supernova ay nakakatulong sa maraming paraan tulad ng pagsukat ng mga distansya puwang, pag-unawa sa pagpapalawak sansinukob at ang likas na katangian ng mga bituin bilang mga pabrika ng lahat ng mga elemento na gumagawa ng lahat (kasama tayo) na matatagpuan sa sansinukob. Ang mas mabibigat na elemento na nabuo bilang resulta ng nuclear fusion (ng mas magaan na elemento) sa core ng mga bituin pati na rin ang mga bagong likhang elemento sa panahon ng core collapse ay ipinamamahagi sa buong lugar. puwang sa panahon ng pagsabog ng supernova. Ang mga supernova ay may mahalagang papel sa pamamahagi ng mga elemento sa buong sansinukob.
Sa kasamaang palad, walang gaanong pagkakataon sa nakaraan upang pagmasdan at pag-aralan nang mabuti ang pagsabog ng supernova. Masusing pagmamasid at pag-aaral ng pagsabog ng supernova sa loob ng aming tahanan kalawakan Ang Milky Way ay magiging kapansin-pansin dahil ang pag-aaral sa ilalim ng mga kundisyong iyon ay hindi kailanman maisasagawa sa mga laboratoryo sa Earth. Samakatuwid, kinakailangan na matukoy ang supernova sa sandaling magsimula ito. Ngunit, paano malalaman kung ang pagsabog ng supernova ay malapit nang magsimula? Mayroon bang anumang sistema ng maagang babala para sa pagpigil sa pagsabog ng supernova?
Neutrino, ang beacon ng pagsabog ng supernova
Sa pagtatapos ng kurso ng buhay, habang ang isang bituin ay nauubusan ng mas magaan na elemento bilang panggatong para sa nuclear fusion na nagpapagana dito, ang papasok na gravitational push ay nangingibabaw at ang mga panlabas na layer ng bituin ay nagsisimulang bumagsak sa loob. Nagsisimulang bumagsak ang core at sa ilang millisecond ang core ay sobrang na-compress na ang mga electron at proton ay nagsasama-sama upang bumuo ng mga neutron at isang neutrino ang ilalabas para sa bawat neutron na nabuo.
Ang mga neutron na nabuo sa gayon ay bumubuo ng isang proto-neutron na bituin sa loob ng core ng bituin kung saan ang natitirang bahagi ng bituin ay nahuhulog sa ilalim ng matinding gravitational field at tumalbog pabalik. Ang nabuong shock wave ay nagwawasak sa bituin na nag-iiwan ng tanging core na natitira (isang neutron star o a Black hole depende sa masa ng bituin) sa likod at natitirang bahagi ng masa ng bituin ay nagkakalat sa interstellar puwang.
Ang napakalaking pagsabog ng neutrinos ginawa bilang resulta ng gravitational core-collapse escape papunta sa labas puwang walang harang dahil sa hindi interactive na katangian nito sa bagay. Humigit-kumulang 99% ng gravitational binding energy ang tumakas bilang mga neutrino (nangunguna sa mga photon na nakulong sa field) at nagsisilbing beacon ng humahadlang na pagsabog ng supernova. Ang mga neutrino na ito ay maaaring makuha sa mundo ng mga obserbatoryo ng neutrino na nagsisilbing maagang babala ng isang posibleng optical observation ng pagsabog ng supernova sa lalong madaling panahon.
Ang mga escaping neutrino ay nagbibigay din ng isang natatanging window sa matinding mga pangyayari sa loob ng isang sumasabog na bituin na maaaring magkaroon ng mga implikasyon sa pag-unawa sa mga pangunahing pwersa at elementarya na mga particle.
Supernova Early Warning System (SNEW)
Sa oras ng huling naobserbahang core-collapse supernova (SN1987A), ang phenomenon ay naobserbahan sa mata. Ang mga neutrino ay nakita ng dalawang water Cherenkov detector, ang Kamiokande-II at ang eksperimento ng Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) na nakakita ng 19 na kaganapan sa interaksyon ng neutrino. Gayunpaman, ang pagtuklas ng mga neutrino ay maaaring kumilos bilang beacon o alarma para sa paghadlang sa optical observation ng supernova. Dahil dito, ang iba't ibang obserbatoryo at astronomer ay hindi nakakilos sa oras upang pag-aralan at mangalap ng datos.
Mula noong 1987, ang neutrino astronomy ay higit na umunlad. Ngayon, nakalagay na ang supernova alert system na SNWatch na naka-program para magpatunog ng alarma sa mga eksperto at nauugnay na organisasyon tungkol sa posibleng supernova sighting. At, mayroong isang network ng mga neutrino observatories sa buong mundo, na tinatawag na Supernova Early Warning System (SNEWS) na pinagsasama-sama ang mga signal upang pahusayin ang kumpiyansa sa isang detection. Ang anumang karaniwang aktibidad ay inaabisuhan sa isang sentral na SNEWS server ng mga indibidwal na detector. Dagdag pa rito, ang SNEWS ay sumailalim sa pag-upgrade sa SNEWS 2.0 kamakailan na gumagawa din ng mga alerto na mas mababa ang kumpiyansa.
Ang napipintong Supernova sa Milkyway
Ang mga obserbatoryong neutrino na kumalat sa buong mundo ay naglalayon sa unang pagtuklas ng mga neutrino na nagreresulta mula sa gravitational core collapse ng mga bituin sa aming tahanan kalawakan. Ang kanilang tagumpay samakatuwid, ay lubos na nakadepende sa rate ng pagbagsak ng supernova core sa Milky Way.
Sa kamakailang nai-publish na mga papeles, tinatantya ng mga mananaliksik ang rate ng pagbagsak ng supernova core sa Milky Way na 1.63 ± 0.46 na kaganapan kada 100 taon; humigit-kumulang isa hanggang dalawang supernovae bawat siglo. Dagdag pa, iminumungkahi ng mga pagtatantya na ang agwat ng oras sa pagitan ng core collapse supernova sa Milky Way ay maaaring nasa pagitan ng 47 hanggang 85 taon.
Samakatuwid, dahil sa huling kaganapan sa supernova, ang SN 1987A ay naobserbahan 35 taon na ang nakakaraan, ang susunod na kaganapan ng supernova sa Milky Way ay maaaring asahan anumang oras sa malapit na hinaharap. Dahil naka-network ang mga neutrino observatories upang matukoy ang mga maagang pagsabog at ang na-upgrade na Supernova Early Warning System (SNEW) sa lugar, ang mga siyentipiko ay nasa posisyon na masusing tingnan ang mga susunod na matinding pangyayari na nauugnay sa pagsabog ng supernova ng isang namamatay na bituin. Ito ay isang mahalagang kaganapan at isang natatanging pagkakataon upang pag-aralan ang mga yugto bago, habang, at pagkatapos ng pagkamatay ng isang bituin para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa sansinukob.
***
Pinagmumulan:
- Ang mga paputok kalawakan, NGC 6946: What Make this kalawakan sobrang Special? Siyentipikong European. Nai-post noong Enero 11, 2021. Magagamit sa http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Supernova Neutrino Detection. Preprint axRiv. Available sa https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: isang susunod na henerasyong supernova early warning system para sa multi-messenger astronomy. Bagong Journal of Physics, Tomo 23, Marso 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., at Cappellaroc E., 2021. Sa rate ng core collapse supernovae sa milky way. Bagong Astronomiya Volume 83, Pebrero 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Available ang preprint axRiv sa https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Pagsaksi sa kasaysayan: pamamahagi ng kalangitan, kakayahang makita, at mga rate ng naked-eye Milky Way supernovae. Mga Buwanang Paunawa ng Royal Astronomical Society, Volume 507, Isyu 1, Oktubre 2021, Mga Pahina 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Available sa https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
