Смерть звезд в космосе: Смерть звезды. Из космоса получен невероятный снимок

Ученые впервые увидеи смерть звезды — почему это важно

Общество

08 января 2022, 23:16

Астроном Сурдин рассказал о важности первого наблюдения за процессом взрыва умирающей звезды

Читать 360tv в

Целый год группа астрономов наблюдала за умирающей звездой — красным гигантом, которая превратилась в сверхновую. Выяснилось, что процесс эволюции у этого типа звезд начинается задолго до взрыва. Особенность этого исследования и его важность для дальнейшей разгадки жизни Вселенной объяснил научный сотрудник Астрономического института имени Штернберга Владимир Сурдин.

Прорыв в понимании

Ученые Young Supernova Experiment (YSE) рассказали, что впервые наблюдали за смертью звезды. Свое исследование они опубликовали в Astrophysical Journal. Звезда, за которой велось наблюдение, превратилась в сверхновую типа II — SN 2020tlf.

Наблюдение за звездой и сверхновой велось с помощью телескопов обсерватории Кека и Pan-STARRS, которые расположены на Гавайях.

Впервые массивную звезду обнаружили летом 2020 года. Это удалось сделать благодаря огромному количеству излучаемого ею света. Мощную вспышку ученые зафиксировали осенью того же года.

Последующие данные только подтвердили, что взорвался тот самый красный сверхгигант в галактике NGC 5731, который был в 10 раз массивнее Солнца.

За последствиями взрыва ученые следили на протяжении года. Впервые они выяснили, что задолго до взрыва красные сверхгиганты могут эволюционировать.

Многое теперь станет понятным

Сверхгиганты — это звезды большой массы, объяснил в беседе с «360» астроном, научный сотрудник Астрономического института имени Штернберга Владимир Сурдин. Пока они живут нормальной жизнью, их масса ненамного крупнее Солнца, а только в пять — 10 раз, пояснил эксперт.

«Когда звезда подходит к концу своей жизни, стареет, она начинает раздуваться. В общем, это характерно для любой старой звезды, но тела большой массы раздуваются очень сильно, в тысячу раз больше по размеру становятся, поэтому их видно издалека», — отметил собеседник «360».

Такие звезды, по его словам, обнаружены давно, ученые знают эти особенности жизни, вот только не знают, чем заканчивается их жизнь в самые последние мгновения.

«Мы обнаруживаем эти звезды в конце, в самом-самом конце их жизни, когда они взрываются, но причины, по которым они взрываются, не до конца понятны», — поделился Сурдин. Он пояснил, что взрыв происходит в центре, а астрономы видят его снаружи.

«Раньше ученые думали, что это рождение новых звезд, теперь мы понимаем, что это смерть старых, постаревших, подошедших к концу своей эволюции звезд. Но причина взрывов, конечно, до сих пор не совсем понятна», — отметил астроном.

Ученые долго не могли в этом разобраться, именно потому что видели сам взрыв, а посмотреть на звезду накануне не получалось, поскольку она в это время не такая яркая и не очень заметная среди миллионов и миллионов других, объяснил собеседник «360».

И сейчас повезло, впервые за несколько сотен дней заметили эту звезду, как она начала стремительно толстеть, становиться все более яркой и заметной и, наконец, взорвалась, заметил Сурдин.

«Наконец впервые удалось до взрыва увидеть эту потолстевшую, уже на грани смерти стоящую звезду, и, конечно, многое теперь станет понятным», — сказал астроном.

У каждого космического инструмента своя работа

Все это произошло благодаря тому, что появились телескопы нового типа, которые работают практически без участия человека. Это телескопы-роботы, которые постоянно оглядывают небо в поисках чего-то интересного, а когда находят это, сообщают астрономам, объяснил Сурдин.

По его словам, такая система телескопов-роботов стоит по всей территории России, а также в Южной Африке, Южной Америке и на Канарских островах, то есть во всех точках земного шара, откуда хорошо видно небо. Такую систему роботов сейчас строят по всему миру, отметил астроном, и благодаря им стали делать такие удивительные открытия.

По мнению Сурдина, новый телескоп «Джеймс Уэбб» не сможет наблюдать за такими явлениями, потому что у него очень небольшое поле зрения, он смотрит в одном каком-то направлении, куда его направили.

Телескопы-роботы, как объяснил астроном, обладают широким полем, их много на земле, и они в состоянии контролировать все небо. Если роботы находят что-то интересное, тогда большим телескопом — и наземным, и космическим, таким как телескоп «Хаббл» или «Джеймс Уэбб», — сообщают, куда надо посмотреть. Конечно, эти телескопы увидят намного более детальную картину, но для этого они должны знать, куда смотреть, отметил Сурдин.

«Сами они не могут обозревать все небо, но они как бы сквозь замочную скважину смотрят на очень маленькие кусочки неба, но зато очень далеко, глубоко и видят мелкие детали», — отметил астроном.

У каждого космического инструмента, у каждого космического прибора своя область работы: маленькие роботы осматривают все небо, а потом сообщают большим, гигантским телескопам, куда наиболее интересно направить свой взгляд, добавил собеседник «360».

Рождение черных дыр

На вопрос о том, может ли этот взрыв стать причиной появления черной дыры, Сурдин ответил, что не только может, но, как правило, бывает причиной появления. При этом астроном добавил, что еще не так-то просто понять, что тут причина, а что следствие.

Когда у массивной звезды сжимается ее ядро, то очень часто при этом рождается именно черная дыра, но это же явление приводит к огромному выделению энергии, которая сбрасывает наружную часть звезды, оболочку звезды, объяснил астроном.

«Мы знаем, при сжатии любого объекта он нагревается, так вот сжатие ядра звезды тоже нагревает его и выбрасывает оболочку, а само ядро сжимается в черную дыру. Как правило, именно так и рождаются черные дыры», — заметил Сурдин.

Авторы:

Евгения Бардонова

Валерия Шафирко

Исследования

Ученые

Космос

Ученые впервые смогли наблюдать смерть звезды в космосе

Фото: ShutterStock
Общество
Тема:
взрывы / Ученые / Черные дыры /

Автор:

Мария Иванова

Смерть звезды в космосе – уникальное астрономическое явление, которое впервые стало доступно для наблюдений ученых только потому, что происходило на близком от Земли расстоянии, всего в пределах 215 миллионов световых лет. Благодаря этому его удалось не только зафиксировать мощными телескопами с земли, но и сделать покадровое видео, снятое за период с февраля 2018 по февраль 2020 года. Это видео было недавно продемонстрировано центром исследования космического пространства NASA.

Как происходит рождение и смерть звезд в космосе

Наука уже достаточно продвинулась в изучении космоса и такого вопроса, как эволюция звезд. На эту тему написано уже множество научных работ, проведено немало теоретических расчетов, но практические исследования пока еще остаются малодоступными.

Жизненный цикл звезд, длящийся миллиарды лет – процесс достаточно скоротечный по космическим меркам, но крайне долгий по меркам земным, поэтому он малодоступен для наблюдений.

Жизнь звезд зарождается в туманностях, состоящих из облаков пыли и газа. Главным источником зарождающейся жизни становится водород, который нагреваясь, притягивает космическую пыль, постепенно формируя из нее плотное небесное тело.

Звезды живут миллиарды лет, а затем погибают. Известно, что чем большей массой обладает звезда, тем короче ее жизненный цикл и тем активнее происходит ее гибель.

Что такое черная дыра, в которой погибают звезды

В конце своей жизни многие звезды, которые уже израсходовали все термоядерные реакции, превращаются в сверхплотные материи с огромным гравитационным полем и «схлопываются» под собственной тяжестью. Через гравитационное поле этой материи не может прорваться даже свет, поэтому она называется черной дырой.

Черная дыра, поглощающая умирающую звезду, разрывает ее на тонкие нити. Этот процесс сопровождается яркой вспышкой – последним выбросом энергии в жизни звезды.

Эти процессы никогда прежде не удавалось наблюдать в телескопы, потому что происходили они на недосягаемом расстоянии от земли.

Кроме того, любое поглощение звезды черной дырой сопровождается образованием вокруг нее мусора и пылевой завесы, что делает его практически недоступным для наблюдения в телескопы.

Ученые NASA показали, как происходит гибель звезды в черной дыре

В феврале 2018 года сразу несколько мощных телескопов по всему миру зафиксировали резкую вспышку света, которая произошла на расстоянии около 250 световых лет от земли. Эта вспышка оказалась излучением звезды, поглощаемой черной дырой.

На орбитальном телескопе «Хаббл» были установлены специальные камеры, которые с февраля 2018 по февраль 2019 года делали покадровые съемки этого процесса. И вот недавно NASA опубликовало видело, на котором можно в деталях рассмотреть процесс гибели звезды в черной дыре до того, как пылевая завеса сделала его невидимым.

По подсчетам ученых масса погибшей звезды была приблизительно равна массе нашего Солнца, но в процессе поглощения черной дырой, которая превосходила ее в миллион раз, она потеряла половину своей массы.

Общество
17.11.20220

Стало известно, на какие услуги вырастут тарифы на ЖКУ в Москве с 1 декабря 2022 года

Премьер Михаил Мишустин подписал постановление, которое определяет особенности индексации регулируемых тарифов с 1 декабря 2022 года по 31 декабря 2023…

17.11.20220

Госдума проголосовала за увеличение выплат пенсионерам РФ на 25%, — СМИ

На днях средства массовой информации сообщили о том, что в Государственной думе Российской Федерации заявили об увеличении выплат пожилым гражданам…

17.11.20220

Как отдыхаем в декабре 2022 года и сколько продлятся мини-каникулы для трудящихся в январе 2023 года

17.11.20220

Могут ли в России уволить сотрудника с детьми до 14 лет: ответ экспертов

Известно, что увольнение граждан РФ, у которых есть дети, имеет некоторые ограничения. Об этом рассказали авторы Telegram-канала «Госуслуг», также они…

17.11.20220

Почему российским гражданам отправляют дополнительные счета за услуги ЖКХ

17.11.20220

Как сложилась судьба енота из херсонского зоопарка, которого эвакуировали из региона

16.11.20220

Путин присвоил Медни Кадыровой звание «Мать-героиня»

Жена Рамзана Кадырова Медни получила звание «Мать-героиня». Награду женщина получила в связи с Указом президента Российской Федерации Владимира Путина. Медни…

16.11.20220

Путин присвоил Медни Кадыровой звание «Мать-героиня»

Жена Рамзана Кадырова Медни получила звание «Мать-героиня». Награду женщина получила в связи с Указом президента Российской Федерации Владимира Путина. Медни…

Пространство в процессе: рождение и смерть звезд

​«Из всех возможных духовных применений образа звездного неба свет, необъятность космоса, огромное количество звезд (а также планет и лун и кометы, и астероиды и т. д.), разнообразие их характеров, поразительное разнообразие форм, размеров и цветов — факт, над которым стоит задуматься, запечатлен эпиграфом Уайтхеда в этой главе: сияя, звезды меркнут!

В то время как наше воображение использовало звезды или солнца для обозначения вечности, величия, тепла, жизни, разреженных тел и духовных высот, ни один недоброжелатель таких образов, по крайней мере в наш научный век, не будет убежден в уместности этих Возвышающие предположения, если мы не будем, в то же время, также признавать иллюзию этих проекций. Звезды не живут вечно. На самом деле, у них есть интересная история становления, и они умирают… сделаны из; что мор д., они производят этот материал в первую очередь. Мы — это уже клише — звездная пыль, рожденная от взрывающихся, умирающих звезд.

*

Химические и квантово-физические, а также релятивистские процессы и последствия хорошо известны и составляют одну из самых красочных историй возникновения и гибели великих и жестоких реальностей в космосе, второе шоу. никому. Эти световые шоу представляют коллективную память о насилии и его результатах во взрывах, компактификациях, апокалиптических конечных состояниях, в их долгом пути растворения во мраке. Величайшие чудеса даже невидимы, так как они не излучают свет, а только поглощают все, что попадается им на пути: черные дыры — это сингулярности, границы законов природы, странные объекты темной красоты и умопомрачительные, искривляющие свет, время. и космическая экстравагантность.

В каком-то смысле «вечность» появляется снова, здесь, в перманентной смерти всей материи и энергии, как ее свет исчезает за горизонтом событий и — никогда не исчезает «за» его, так как все оставляет свой отпечаток на «экране плоского горизонта навсегда; на горизонте, где время замедляется до «вечного ареста». То есть до тех пор, пока сфера, покрываемая этим горизонтом, сама не испарится, что она и делает, хотя и в мучительно медленном движении, от 10 до 100 лет, может быть, дольше, чем существует остальная вселенная, если она еще не была поглощена. этими долгоживущими поглотителями энергии-материи и первичных физических сил, пространства-времени и гравитации.

Конечно, звезды приходят поколениями, старые хвастаются, когда умирают, молодые формируются из того, что оставляют престарелые старики. Но буквально: какая колоссальная трата материи-энергии, пространства-времени! Жизненный цикл звезд, освещающих эту огромную Вселенную просто так, а по каким-то странным законам взаимодействия материи-энергии и пространства-времени, не является признаком вечности и небесного света. Если это и знак чего-либо, то, похоже, это одно из жертвоприношений существ ради становления других существ, лишь бы снова способствовать их насильственному (взрывному) или мучительно медленному затемнению, просто растягивающему бессмысленное время вселенной. у которого в конце концов, кажется, не было никакой причины для существования, кроме как указывать (самому себе) не что иное, как этот художественный акт исчезновения. Вопреки столь многим духовным импульсам, которые звезды имели в истории человеческой космологической рефлексии и религиозного почитания, звездное небо — это не божественное воинство, а множество страшных фигур. Звезды — величайшие художники смерти и чудес распада».0004

Роланд Фабер, КОСМИЧЕСКИЙ ДУХ Пробуждение в основе всех религий, Земли и Мультивселенной

WMAP-Жизнь и смерть звезд

Где рождаются звезды?

Астрономы считают, что молекулярные облака, плотные облака газа, расположенные преимущественно в
спиральные рукава галактик являются местом рождения звезд. Плотный
области в облаках коллапсируют и образуют «протозвезды». Первоначально
гравитационная энергия коллапсирующей звезды является источником ее энергии. Однажды звезда
сжимается настолько, что его центральное ядро ​​может сжечь водород до гелия, он становится
звезда «главной последовательности».

Изображение «Звездное рождение»
Облака в M16:

PRC95-44b Широкоугольное изображение Хаббла
Текстовая ссылка
к пресс-релизу HST с описанием этого изображения.
атомы гелия в их ядрах. Для данного химического состава и возраста звезды
светимость, полная энергия, излучаемая звездой в единицу времени, зависит только от ее массы.
Звезды, которые в десять раз массивнее Солнца, светят более чем в тысячу раз ярче
чем Солнце. Однако нас не должна слишком смущать малая светимость Солнца: она
в десять раз ярче звезды, вдвое меньшей ее массы. Чем массивнее звезда главной последовательности, тем
ярче и голубее. Например, Сириус, звезда-собака, расположенная слева внизу от
созвездие Ориона массивнее Солнца и заметно голубее. На
С другой стороны, Проксима Центавра, наша ближайшая соседка, менее массивна, чем Солнце, и
таким образом, более красный и менее светящийся.

Поскольку звезды имеют ограниченный запас водорода в своих ядрах, они имеют ограниченный
время жизни в качестве звезд главной последовательности. Это время жизни пропорционально f M /
L , где f — доля общей массы звезды, M , доступная для ядерного горения в ядре и L
— средняя светимость звезды за время ее жизни на главной последовательности. Из-за
сильная зависимость светимости от массы, время жизни звезд чувствительно зависит от массы.
Таким образом, к счастью, наше Солнце не более массивно, чем оно есть, поскольку звезды с большой массой
быстро исчерпывают свой основной запас водорода. Как только звезда исчерпает свой запас водорода в ядре,
звезда становится краснее, больше и ярче: она становится красным гигантом. Этот
связь между массой и временем жизни позволяет астрономам установить более низкий предел возраста Вселенной.

Смерть «обычной» звезды

После того, как звезда с малой массой, такая как Солнце, истощает запасы водорода в своем ядре, больше нет источника тепла, поддерживающего ядро ​​против гравитации. Горение водорода продолжается в оболочке вокруг ядра, и звезда превращается в красного гиганта. Когда Солнце станет красным гигантом, его атмосфера окутает Землю, и наша планета будет поглощена огненной смертью.

Тем временем ядро ​​звезды сжимается под действием гравитации, пока не достигает достаточно высокой плотности, чтобы начать сжигание гелия до углерода. Фаза горения гелия продлится около 100 миллионов лет, пока гелий не иссякнет в ядре и звезда не станет красным сверхгигантом. На этом этапе у Солнца будет внешняя оболочка, простирающаяся к Юпитеру. В течение этой короткой фазы своего существования, длящейся всего несколько десятков тысяч лет, Солнце потеряет массу в мощном ветре. В конце концов, Солнце потеряет всю массу своей оболочки и оставит после себя горячее ядро ​​из углерода, заключенное в туманность выброшенного газа. Излучение этого горячего ядра ионизирует туманность, создавая поразительную «планетарную туманность», очень похожую на туманности вокруг остатков других звезд. Углеродное ядро ​​со временем остынет и станет белым карликом, плотным тусклым остатком некогда яркой звезды.

Изображение планетарной туманности:

NGC 6543 Широкоугольное изображение Хаббла
Текст Ссылка на пресс-релиз HST с описанием этого изображения

Смерть массивной звезды

Массивные звезды горят ярче и гибнут более драматично, чем большинство других. Когда звезда десять
раз более массивный, чем Солнце, истощает гелий в ядре, ядерный цикл горения
продолжается. Углеродное ядро ​​сжимается дальше и достигает достаточно высокой температуры, чтобы сгореть.
углерода в кислород, неон, кремний, серу и, наконец, в железо. Железо является наиболее стабильной формой
ядерной материи, и нет никакой энергии, которую можно получить, сжигая ее до любого более тяжелого
элемент. Без какого-либо источника тепла, уравновешивающего гравитацию, железное ядро ​​разрушается до тех пор, пока
достигает ядерной плотности. Это ядро ​​​​с высокой плотностью сопротивляется дальнейшему разрушению, вызывая
падающее вещество «отскакивает» от ядра. Этот внезапный отскок ядра (который
включает выброс энергичных нейтрино из ядра) производит взрыв сверхновой.
В течение одного блестящего месяца одна звезда горит ярче, чем целая галактика из миллиарда
звезды. Взрывы сверхновых выбрасывают углерод, кислород, кремний и другие тяжелые элементы до
железа в межзвездное пространство. Они также являются местом, где большинство элементов тяжелее
чем производится железо. Этот газ, обогащенный тяжелыми элементами, будет использоваться в будущем.