Attēla kredīts: Chandra
Apkopotie dati no NASA Čandras rentgenstaru observatorijas un infrasarkanajiem novērojumiem ar Palomar 200 collu teleskopu ir atklājuši pierādījumus tam, ka gamma staru plīsums, viens no dabas katastrofālākajiem sprādzieniem, notika mūsu Galaktikā pirms dažiem tūkstošiem gadu. Supernovas paliekas W49B var būt arī pirmās gamma staru pārrāvuma paliekas, kas atklātas Piena Ceļā.
W49B ir mucas formas miglājs, kas atrodas apmēram 35 000 gaismas gadu attālumā no Zemes. Jaunie dati atklāj spilgtus infrasarkanos gredzenus, piemēram, stīpus ap stobru, un intensīvu dzelzs un niķeļa rentgenstarojumu gar stobra asi.
"Šie rezultāti sniedz intriģējošus pierādījumus tam, ka ārkārtīgi masīva zvaigzne eksplodēja divās jaudīgās, pretēji vērstām sprauslām, kuras bija bagātas ar dzelzi," preses konferencē Denverā Amerikas astronomijas biedrības preses konferencē sacīja Jonathan Keohane no NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas. "Tas padara W49B par galveno kandidātu gamma staru pārrāvuma paliekām, kurās ietverts melnā cauruma kolapsārs."
“Vistuvākais zināmais gamma staru pārrāvums Zemei ir vairāku miljonu gaismas gadu attālumā? lielākā daļa ir tālu miljardiem gaismas gadu? tāpēc viena no mūsu galaktikā palieku atklāšana būtu būtisks izrāviens, ”sacīja Viljams Rečs, viens no Keohane līdzstrādniekiem no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta.
Saskaņā ar kolasara teoriju gamma staru pārrāvumi rodas, kad masīvajai zvaigznei beidzas kodoldegviela, un zvaigznes kodols sabrūk, veidojot melnu caurumu, kuru ieskauj disks ar ļoti karstu, ātri rotējošu, magnetizētu gāzi. Liela daļa šīs gāzes tiek ievilkta melnajā caurumā, bet daļa tiek izmesta pretēji vērstām gāzes strūklām, kas pārvietojas tuvu gaismas ātrumam.
Novērotājs, kas ir izlīdzināts ar vienu no šīm strūklām, redzēs gamma starojuma pārrāvumu, mirgojošu zibspuldzi, kurā koncentrētā jauda aptuveni vienā minūtē ir vienāda ar desmit kvadriljoniem Saules. Skats, kas perpendikulārs sprauslām, ir mazāk pārsteidzošs, lai gan tomēr iespaidīgs supernovas eksplozija. W49B gadījumā strūkla ir noliekta no debesu plaknes par aptuveni 20 grādiem.
Infrasarkanajā attēlā var identificēt četrus gredzenus, kuru diametrs ir aptuveni 25 gaismas gadi. Šie gredzeni, kuru iemesls ir silta gāze, domājams, tika izspiesti masīvās zvaigznes straujās rotācijas rezultātā dažus simtus tūkstošus gadu pirms zvaigznes eksplodēšanas. Gredzenus dažus tūkstošus gadu pirms tās eksplodēšanas no zvaigznes izstūma karsts vējš.
Čandras attēls un spektrālie dati liecina, ka multimiljonu grādu pēc Celsija gāzes strūklām, kas stiepjas gar stobra asi, ir daudz dzelzs un niķeļa jonu, kas ir atbilstoši to izmešanai no zvaigznes centra. Tas atšķir sprādzienu no parastās II tipa supernovas, kurā lielākā daļa Fe un Ni nonāk neitronu zvaigznes veidošanā, un zvaigznes ārējā daļa ir tā, kas izstumta. Turpretī gamma staru kolasarala modelī dzelzs tiek izpūsta, un niķelis no centra tiek izvadīts gar strūklu.
Mucas galos rentgenstaru izstarojums izdalās, izveidojot karstu vāciņu. Rentgena vāciņu ieskauj saplacināts ūdeņraža molekulu mākonis, kas noteikts infrasarkanajā telpā. Šīs pazīmes norāda, ka sprādziena radītais triecienvilnis ir saskāries ar lielu, blīvu gāzes un putekļu mākoni.
Parādās scenārijs, kurā masīva zvaigzne, kas veidojas no blīva putekļu mākoņa, spilgti spīdēja dažus miljonus gadu, izsmidzinot gāzes gredzenus un izstumjot tos, ap zvaigzni veidojot gandrīz tukšu dobumu. Pēc tam zvaigznei tika veikts kolasara tipa supernovas sprādziens, kura rezultātā tika eksplodēts gamma stars.
W49B novērojumi var palīdzēt atrisināt problēmu, kurai piedēvēts kolasara modelis gamma staru pārrāvumiem. No vienas puses, modeļa pamatā ir masīvas zvaigznes sabrukšana, kas parasti veidojas no blīva mākoņa. No otras puses, daudzu gamma staru pārrāvumu novērojumi liecina, ka eksplozija notika zema blīvuma gāzē. Balstoties uz W49B datiem, Keohane un viņa kolēģu ierosinātā rezolūcija ir tāda, ka zvaigzne bija izcirtusi plašu zema blīvuma dobumu, kurā vēlāk notika sprādziens.
"Šķiet, ka šī zvaigzne ir eksplodējusi burbulī, ko tā bija izveidojusi," sacīja Keohane. "Savā ziņā tas izraka pats savu kapu."
NASA Māršala kosmisko lidojumu centrs Hantsvilā, Ala., Pārvalda Chandra programmu Kosmosa zinātnes birojam NASA galvenajā mītnē Vašingtonā. Northrop Grumman no Redondo Beach, Kalifornijā, agrāk - TRW, Inc., bija galvenais observatorijas izstrādes darbuzņēmējs. Smitsona astrofizikas observatorija kontrolē zinātnes un lidojumu operācijas no Čandras rentgenstaru centra Kembridžā, Masačūsetsā.
Oriģinālais avots: Chandra News Release
