.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.100443.html

статья За сто лет в Галактике вспыхивают две сверхновые

Максим Борисов, 09.01.2006
Реклама
.

Гамма-излучение от радиоактивного алюминия, произведенного сверхновыми, концентрируется в плоскости Млечного пути. Показано смещение излучаемых линий в плоскости Галактики под воздействием эффекта Доплера (вследствие галактического вращения). Моделируемое распределение источников (в цвете) находится в согласии со смещением линий по данным "Интеграла" (перекрестья). Иллюстрация Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

C помощью космической гамма-обсерватории "Интеграл" (INTEGRAL - INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory) Европейского космического агентства (ESA), запущенной 17 октября 2002 года с Байконура российским ракетоносителем "Протон", международная группа исследователей смогла подтвердить предсказанную интенсивность рождения радиоактивного алюминия (26Al) в массивных звездах и сверхновых по всей нашей Галактике и оценить таким образом количество сверхновых, приходящееся на число обычных звезд - это один из ключевых параметров, влияющих на развитие галактики (работа публикуется в журнале Nature 5 января 2005 года).

Окружающая нас среда, как известно, состоит в основном из химических элементов, сформировавшихся в давние времена внутри звезд в ходе реакций ядерного синтеза и во время вспышек сверхновых. Эти процессы нуклеосинтеза сопровождаются испусканием фотонов высоких энергий - гамма-лучей, - которые легко достигают нас из всех регионов нашей Галактики.

Со времен своего рождения из облака водорода и гелия приблизительно 12 миллиардов лет назад Млечный путь постепенно накапливал более тяжелые химические элементы. На каком-то этапе из них смогли сформироваться планеты и, в конечном счете, появилась жизнь на Земле. В природе теперь известно свыше 100 типов атомов или элементов, таких как железо, кислород, водород и т.д. Реакции ядерного синтеза, происходящие внутри звезд и при взрывах сверхновых, приводят к образованию новых элементов при объединении более легких элементов в тяжелые. В большинстве звезд, включая наше Солнце, водород непрерывно переплавляется в гелий. После полного выгорания водорода топливом для процесса горения становится сам гелий. На этом процесс горения в большинстве звезд заканчивается, звезда сбрасывает свои внешние слои в окружающее пространство, так что этот обогащенный газ может стать сырьем для следующего поколения звезд и планет. Звезда, масса которой в несколько раз превышает массу Солнца, может пойти дальше, производя внутри себя углерод, кислород, кремний, серу и железо. Если до этого момента процесс шел с выделением энергии, теперь для образования элементов более тяжелых, чем железо и никель, в условиях, когда все имевшееся в ядре звезды топливо уже выгорело, требуется новый подвод энергии. Такие более тяжелые элементы, например, золото, свинец и уран, образуются при взрывах сверхновых и выбрасываются в космическое пространство, где могут стать строительным материалом для новых небесных объектов.

Группа, возглавляемая Роландом Дихлем (Roland Diehl) из германского Института внеземной физики имени Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik - MPE), исследовала эмиссию гамма-излучения от распадающегося алюминия-26 (побочного продукта реакции синтеза ядер внутри звезд и при вспышках сверхновых; период его полураспада составляет 720 тысяч лет, в конечном счете он дает магний). Они искали вариации в энергетических линиях, которые могли бы выдать местонахождение источников в пределах галактической плоскости. Ученые исходили из того, что гамма-лучи от распадающегося алюминия-26 приходят к нам в основном из центральных областей нашей Галактики, поскольку современные процессы производства новых атомных ядер связаны в первую очередь с галактическими областями активного звездообразования.

Из-за того, что галактический диск все время проворачивается вокруг своей центральной оси, наблюдаемые длины волн гамма-излучения от распадающегося алюминия-26 (распад соответствует значению 1808,65 килоэлектрон-вольт) из внутренних областей (звезды там обращаются по своим орбитам гораздо быстрее, поскольку вынуждены компенсировать более мощное притяжение галактического центра) должны изменяться характерным образом под воздействием доплеровского эффекта. Именно этот характерный рисунок и был выявлен "Интегралом". Выяснилось, что гамма-лучи от распадающегося алюминия-26 действительно приходят к нам больше из внутренних, а не из внешних областей Галактики, что, скорее всего, вызвано локальным и специфическим производством 26Al (в противном случае эти источники излучения не характеризовались бы регистрируемой высокой относительной скоростью).

Фрагмент карты Галактики в гамма-лучах, полученной с помощью "Интеграла". Фото с сайта ESA Исходя из этих новых данных наблюдений, удалось оценить общее количество радиоактивного алюминия-26 в нашей Галактике - оно эквивалентно трем солнечным массам. Это достаточно много, если учитывать, что алюминий-26 - это чрезвычайно редкий изотоп, и даже в условиях ранней Солнечной системы (4,5 миллиарда лет назад) его отношение к устойчивому изотопу алюминия-27 (27Al) составляло 5 к 100 тысячам.

Поскольку астрофизики уже выявили вероятные источники радиоактивного алюминия - главным образом массивные звезды (красные гиганты или горячие голубые звезды), которые заканчивают свою жизнь в качестве сверхновых, - то можно произвести примерную оценку частоты подобных событий: получается примерно одна вспышка сверхновой за 50 лет, что совместимо со значениями, найденными косвенными методами - в ходе наблюдений за другими галактиками и путем их сравнения с Млечным путем.

Так как изучение "Интегралом" гамма-лучей в ближайшие годы еще продолжится, есть еще надежда и на повышение точности подобных измерений. Руководивший проектом Роланд Дихль заявил, что "изучение гамма-лучей позволит глубже понять процессы, протекающие в нашей родной Галактике, которые порой очень трудно исследовать на других длинах волн из-за поглощающих эффектов межзвездной среды".

На иллюстрации вверху:
Гамма-излучение от радиоактивного алюминия, произведенного сверхновыми, концентрируется в плоскости Млечного пути. Показано смещение излучаемых линий в плоскости Галактики под воздействием эффекта Доплера (вследствие галактического вращения). Моделируемое распределение источников (в цвете) находится в согласии со смещением линий по данным "Интеграла" (перекрестья). Иллюстрация Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Источники:
Integral identifies supernova rate for Milky Way - ESA Portal
A Picture of Radioactivity from the Inner Part of Our Galaxy. Max Planck astronomers, using INTEGRAL, identify regions of new atomic-nuclei production - Max Planck Society - Press Release

Ссылки:
Gamma-Ray Astronomy. Project: INTEGRAL - Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Исследуя бурлящую Вселенную - ИHТЕГРАЛ - Междунаpодная астpофизическая гамма-обсеpватоpия (ИКИ - Институт Космических исследований)

Максим Борисов, 09.01.2006


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей