SN 1987A

SN 1987A  är en supernova som exploderade i utkanten av Tarantelnebulosan i det stora magellanska molnet , en dvärgsatellitgalax i Vintergatan , cirka 51,4 kiloparsecs (168 tusen ljusår ) från jorden [3] . Blixtljuset nådde jorden den 23 februari 1987 [4] :22 [5] :197 . Eftersom det var den första supernova som observerades 1987, fick den namnet SN 1987A.

Som maximalt, nått i maj 1987, var det synligt för blotta ögat, med en maximal skenbar magnitud på +3 [6] :185 . Detta är den närmaste supernova som observerats sedan uppfinningen av teleskopet [7] .

Prekursor stjärna och flare

Supernova SN 1987A upptäcktes av den kanadensiske astronomen Ian Shelton med hjälp av astrografen på 25 cm från Las Campanas-observatoriet [6] :182 , och det första fotografiet togs av McNaught den 23 februari klockan 10:35 [4] :22 . Under det första decenniet efter utbrottet minskade ljusstyrkan hos SN 1987A och ökade sedan till ett maximum i nästan tre månader [5] :197 . Föregångsstjärnan till SN 1987A var den blå superjätten Sanduleak −69° 202 [8] med en massa på cirka 17 solmassor, som fortfarande finns närvarande i Cape Photographic Survey 1896–1900. [6] :183 Baserat på radioutstrålningen som registrerades under de första två veckorna av utblossningen, fann radioastronomer att gasen som omger stjärnan i densitet och hastighet motsvarade stjärnvinden från en blå superjätte. Samtidigt motsvarade den ultravioletta strålningen , som registrerades i maj 1987 av IUE-satelliten , i spektrum till en gas med högre densitet och lägre hastighet, belägen längre från stamfadersstjärnan. Baserat på analysen drogs slutsatsen att denna gas motsvarade stjärnvinden från en röd superjätte som blåste tusentals år före utbrottet, det vill säga att förstadiestjärnan vid den tiden var en röd superjätte, men sedan förvandlades till en blå superjätte [4] :29 .

Utbrottet krävde en revidering av vissa bestämmelser i teorin om stjärnutveckling , eftersom man trodde att nästan uteslutande röda superjättar och Wolf-Rayet-stjärnor kunde blossa upp som supernovor [6] :184 .

SN 1987A är en supernova av typ II som bildas i slutskedet av enstaka massiva stjärnor, vilket framgår av vätelinjer redan i de tidigaste spektra av denna supernova, eftersom det är väte och helium som är huvudelementen i skalet av supernovor av typ II [ 4] :23-24 .

Neutrino burst

Klockan 2:52 UT den 23 februari , registrerades 5 neutrino -utlösta händelser av den sovjetisk-italienska LSD - neutrinodetektorn under Mont Blanc ; sådana effekter på grund av slumpmässiga sammanträffanden kan bakgrunden bara skapa en gång vartannat år [6] :192 . 5 timmar senare, klockan 7:35 UT den 23 februari (ungefär 3 timmar före den första upptäckten av en supernova på en fotografisk platta) , registrerade neutrinobservatorierna Kamiokande II , IMB och Baksan en neutrinoskur som varade mindre än 13 sekunder, och riktningen bestämdes från Kamiokande II-data , som sammanföll med riktningen mot Stora Magellanska molnet med en noggrannhet på cirka 20 grader [6] :191 . Även om endast 24 neutrinos och antineutrinos registrerades under denna tid, översteg detta avsevärt bakgrunden. De registrerade neutrinohändelserna blev det första (och för 2017 - det enda) fallet av neutrinoregistrering från en supernovaexplosion. Enligt moderna koncept är neutrinoenergin cirka 99 % av den totala energin som frigörs under en flare. Totalt släpptes omkring 10 58 neutriner med en total energi på omkring 10 46 joule [6] :189 (~100 Foe ). En explosion av neutrinos, som förde bort huvuddelen av gravitationsenergin, vittnade om kollapsen av kärnan av föregångarstjärnan och bildandet av en neutronstjärna i dess ställe [4] : 26-27

Neutrinos och antineutrinos nådde jorden nästan samtidigt, vilket bekräftade den allmänt accepterade teorin att gravitationskrafter verkar på materia och antimateria på samma sätt.

Den termiska energin hos den expanderande materien i supernovahöljet är inte tillräckligt för att förklara varaktigheten av dess utbrott, som varade i flera månader. I det sena skedet glödde supernovan på grund av energin från det radioaktiva sönderfallet av nickel-56 (halveringstid 6 dagar ) med bildandet av kobolt-56 och det efterföljande sönderfallet av kobolt-56 (halveringstid 77,3 dagar ) med bildandet av stabilt järn-56 [9] . Genom att bära bort det mesta av sönderfallsenergin, gamma quanta , som sprids av skalet, gav det också upphov till hård röntgenstrålning från supernovan [4] :25-27 .

Den 10 augusti 1987 upptäckte Rentgen-observatoriet på Kvant-1- modulen den hårda röntgenstrålningen från SN 1987A [6] :195 , och bredbands ( ~1-1000 keV ) emissionsspektra för denna supernova erhölls [10] . Ett flöde i intervallet 20-300 keV från SN 1987A registrerades också av Ginga- satelliten [6] :195 . Gammastrålning från en supernova registrerades i augusti-november 1987 av SMM -satelliten [4] :26 .

Ljuseko

I februari 1988 upptäcktes ljusekot från supernovan SN 1987A vid European Southern Observatory . Den bestod av två koncentriska ringar runt platsen för supernovaexplosionen, som skapades av ljuset som spreds på gas-dammmolnen som sänds ut av supernovan under explosionen [4] :29 .

En studie som publicerades i juni 2015, med bilder från rymdteleskopet Hubble och Very Large Telescope tagna mellan 1994 och 2014, visar att de glödande materieklumparna som ringarna utgörs av håller på att försvinna. Ringarna spås försvinna mellan 2020 och 2030 [11] .

Supernovarest

Resten av SN 1987A är föremål för närmare studie. En speciell egenskap hos supernovan är två symmetriskt placerade dunkla ringar som upptäcktes 1994 , som bildades under sammanslagning av två stjärnor [12] [13] .

Omkring 2001 nådde materialet som genererades av explosionen och expanderade med en hastighet av mer än 7000 km/s den inre ringen. Detta fick den senare att värmas upp och generera röntgenstrålar, vars flöde från ringen tredubblades från 2001 till 2009. Bråkdelen av röntgenstrålar som absorberas av tät materia nära centrum är ansvarig för den jämförbara ökningen av skenbart flöde från supernovaresterna från 2001 till 2009. Denna ökning av återstodens ljusstyrka vände om processen som observerades före 2001, när flödet i det synliga området minskade på grund av sönderfallet av isotopen av titan-44 [14] .

Astronomer förutspådde att när gasen svalnade efter explosionen, skulle syre- , kol- och kiselatomerna i de kalla, centrala delarna av kvarlevan bindas för att bilda stora mängder molekyler och damm. Observationer av SN 1987A med infraröda teleskop under de första 500 dagarna efter explosionen avslöjade dock endast små mängder hett damm. Den 6 januari 2014 rapporterades att ALMA- projektet upptäckte mycket större mängder kalldamm, som lyste starkt i millimeter- och submillimeterintervallet. Astronomer uppskattade att supernovaresterna vid den tiden innehöll en fjärdedel av solmassan av nybildat damm , och att nästan allt kol som frigjordes av explosionen ingick i stoftet; de fann också betydande mängder koldioxid och kiselmonoxid [15] [16] .

Under 2019, när de analyserade data från ALMA- teleskopet som erhölls 2015, upptäckte forskare i SN 1987A-systemet en fläck av damm och gas med en hög temperatur i förhållande till omgivningen (även om en högre densitet, och inte temperaturen på denna fläck, inte kan vara helt utesluten), vilket gav upphov till studieförfattarnas påstående i en publicerad artikel om en trolig kompakt källa, och i ett offentligt uttalande om en neutronstjärna som gömmer sig bakom damm och värmer den [17] [18] .

Anteckningar

1. ↑ Hubble hittar mystisk ringstruktur runt Supernova 1987a , HubbleSite  ( 19 maj 1994). Arkiverad från originalet den 27 april 2015. Hämtad 27 april 2015.
2. ↑ Lyman, JD; Bersier, D.; James, PA Bolometriska korrigeringar för optiska ljuskurvor för core-kollaps supernovor  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2013. - Vol. 437 , nr. 4 . - S. 3848 . - doi : 10.1093/mnras/stt2187 . - . - arXiv : 1311.1946 .
3. ↑ 1 2 3 SN1987A i det stora magellanska molnet (inte tillgänglig länk) . Hubble Heritage Project . Tillträdesdatum: 25 juli 2006. Arkiverad från originalet 4 mars 2016. (obestämd) 
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Chugai N. N. Supernova i det stora magellanska molnet // Jorden och universum . - M . : Nauka , 1989. - Nr 2 . - S. 22-30 .
5. ↑ 1 2 Mustel E.R. , Chugai N.N. Supernovae som vi ser dem // Science and Humanity , 1988 / Ed., Pred. A.A. Logunov . - M .: Kunskap , 1988. - S. 187-197 .
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Efremov Yu. N., Shakura N. I. Supernova 1987 A in the Large Magellanic Cloud // Astronomisk kalender för 1989: Referensbok. - M . : Nauka , 1988. - S. 181-195 . — ISSN 0132-4063 .
7. ↑ Den närmare supernovan G1.9 + 0.3 , som upptäcktes 1985 från sin kvarleva och, enligt vetenskapsmän, bröt ut runt 1868, observerades inte vid den tiden.
8. ↑ Sk −69° 202 Arkiverad 7 februari 2016 på Wayback Machine i SIMBAD
9. ↑ Astrofysisk modul "Quantum" // Vetenskap och mänsklighet , 1989 / Editorial board, pred. A.A. Logunov . - M . : Kunskap , 1989. - S. 299-301 .
10. ↑ Upptäckt av hård röntgenstrålning från supernova 1987A [1] med teoretiska förutsägelser av supernovas emissionsspektrum [2]
11. ↑ Liz Kruesi. Supernova uppskattad av astronomer börjar blekna ur sikte . Ny vetenskapsman . Hämtad 13 juni 2015. Arkiverad från originalet 13 juni 2015. (obestämd)
12. ↑ [https://web.archive.org/web/20200206013302/https://arxiv.org/abs/astro-ph/0703317 Arkiverad 6 februari 2020 på Wayback Machine [astro-ph/0703317] The Triple- Ringnebulosa runt SN1987A: Fingerprint of a binary merger]
13. ↑ Elements Science News: Ursprunget till 1987A Supernova Rings Explained . Hämtad 3 april 2011. Arkiverad från originalet 29 november 2011. (obestämd)
14. ↑ Larsson J et al . Röntgenbelysning av utstötningen av supernova 1987A  (engelska)  // Nature  : journal. - 2011. - Vol. 474 , nr. 7352 . - s. 484-486 . - doi : 10.1038/nature10090 .
15. ↑ Supernovas Super Dust Factory avbildad med ALMA  , National Radio Astronomy Observatory (6 januari 2014). Arkiverad från originalet den 27 april 2015. Hämtad 27 april 2015.
16. ↑ Indebetouw R et al . Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2014. - Vol. 782 , nr. 1 . - doi : 10.1088/2041-8205/782/1/L2 . - arXiv : 1312.4086 .
17. ↑ P. Cigan et al. ALMA-bilder med hög vinkelupplösning av damm och molekyler i SN 1987A Ejecta  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2019. - Vol. 886 , utg. 1 . — S. 51 . - doi : 10.3847/1538-4357/ab4b46 . — . - arXiv : 1910.02960 .
18. ↑ Jonathan O'Callaghan. En saknad neutronstjärna kan ha hittats efter 30-årig jakt . Scientific American (25 november 2019). Hämtad 15 december 2019. Arkiverad från originalet 20 december 2019. (obestämd)

Länkar

• Beskrivning på  AAVSO
• NASA Astronomy Dagens bild: Bild av Supernova 1987A (24 januari 1997  )

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)
I bibliografiska kataloger BNF : 12141916j GND : 4273099-5 J9U : 987007532023405171 LCCN : sh88001381 VIAF : 315129461 WorldCat VIAF : 315129461