Супер гігантська блакитна зірка, яка не повинна існувати
Таємниця в космосі: зірки вибухають, рухаючи найнезвичайніші сплески фотонів, коли-небудь виявлені, кидаючи виклик усім сценаріям. Приголомшені, астрофізики малюють портрет зірок нового типу, які нібито вимерли ... від Великого вибуху !
Історія починається у 2010 році, на Різдво. Повідомлення спускається з неба з супутникаСтрімкий, яка вже шість років сканує небесне склепіння, щоб виявити найпотужніші промені космічного бестіарію: сплески гамма-променів. Він щойно виявив один із тих надзвичайно енергійних сплесків фотонів (частинок світла) в сузір’ї Андромеди і передає його координати телескопам на землі, щоб вони зафіксували ціль і детально вивчили її. Немає часу втрачати. Кажуть, що сплески гамма-випромінювання "короткі", коли вони тривають менше секунди: вони зумовлені зіткненням двох нейтронних зірок.
Інші, кваліфіковані як "довгі", тривають кілька десятків секунд: вони підписують вибух гігантської зірки, яка потім викидає свою речовину у вигляді двох протилежних гейзерів.
Той день, Стрімкий виявляє тривалий сплеск. Дуже довго, навіть. Минають секунди, потім хвилини. Сигнал не слабшає.
Стрімкий, яка кружляє нашу планету за дев'яносто хвилин, змушена підняти гачок, коли він переходить на інший бік Землі. Зрештою, сигнал триватиме більше двох годин! 101225A - кодова назва, дана йому астрономами, - це найдовший зафіксований коли-небудь сплеск гамма-променів. Народилася нова категорія: "наддовгі" сплески гамма-випромінювання. Що неможливо визначити, тоді думають дослідники, як прості довгі сплески трохи конкретні.
Тривалий сплеск гамма-променів відбувається, коли гігантська зірка закінчує своє існування.
Ядерні реакції, що відбуваються в його серці, вже недостатньо потужні, щоб воно витримало вагу зовнішніх шарів. Потім воно руйнується в чорну діру, маленьке нескінченно щільне насіння. Зовнішні шари бачать, як земля під ними поступається, і в свою чергу потрапляють у щойно народжену чорну діру. Хто ковтає її частину, а іншу випльовує у космос у вигляді двох протилежних потужних струменів, двох голок палаючої речовини, які обертаються зі швидкістю, що межує зі швидкістю світла. Іноді випадково цей струмінь спрямовує прямо на Землю: тоді ми спостерігаємо один з найстрашніших вибухів у Всесвіті.
ЧОРИСТИЧНА ЗІРКА ?
За винятком того, що час тривалого сплеску гамма-випромінювання приблизно відповідає часу, необхідному для того, щоб зовнішні шари падали на серце: кілька хвилин для гігантської зірки. У цьому випадку зірка за 101225А мала б справді казковий розмір! Неможливо, на думку дослідників.
Оскільки найбільші відомі зірки, "надгіганти", дуже швидко втрачають свою оболонку, яка, таким чином, вже недоступна для підтримки сплеску гамма-променів. Але якому фізичному явищу відповідають наддовгі сплески? Що справді сталося того дня в сузір'ї Андромеди ?
Астрономи заглиблюються в розрахунки. Дві команди пропонують дві різні моделі. Або маленька зірка, комета або астероїд врізались у нейтронну зірку десь у Чумацькому Шляху. Подрібнюючись, матерія розсіялася б навколо зірки, яка виплюнула б її двома струменями, як гамма-вибух, але водночас набагато менш потужна і набагато довша. Або нейтронна зірка злилася з гігантською зіркою, а потім вигнала її матерію, схематично дотримуючись того ж механізму, але цього разу далеко за Чумацьким Шляхом, що знаходиться на відстані 3,5 мільярдів світлових років ... чверть розміру спостережуваного Всесвіту ! "Між цими двома сценаріями було неможливо визначитися, поки у нас не було точної відстані спалаху 101225A", говорить Ендрю Леван з британського університету Уорік.
ОБГОВОРЕНІ ГІПОТЕЗИ
Потім астроном ставить собі завдання оцінити це. Направивши на місце драми телескоп Близнюків на Гаваях, він помічає маленьку блідо-блакитну галактику. Для нього, безсумнівно: сигнал надходить з цієї галактики.
Зі свого світлового спектру він визначає свою відстань: 7 мільярдів світлових років, що перевищує половину розміру видимого Всесвіту. ! "Це набагато далі, ніж ми думали, - робить висновок він. Настільки далеко, щоб бути настільки віддаленим від Землі, стрибок, мабуть, був спричинений чимось справді колосальним. "
Дві гіпотези зруйновані. Крихітні нейтронні зірки, комети та астероїди не мають нічого спільного з цією історією. Історія, друга глава якої відкриється через рік ...
9 грудня 2011 року було виявлено ще один наддовгий сплеск, 111209A. Цей б’є всі рекорди: сім годин !
Міжнародна команда на чолі з Брюсом Гендре з CNRS повернулася до основ. За їхніми словами, "немає необхідності посилатися на інше явище: наддовгі сплески - це вибухи масивних зірок.
Вони просто повинні мати достатньо матеріалу для підтримання струменів протягом декількох годин " .
SWIFT ВИЗНАЧАЄ ВЕЛИКІ ВЗРИВИ Інтенсивне і наддовге випромінювання світла, зафіксоване супутником Swift, сигналізує про колапс за мільярди світлових років гігантської зірки, складеної майже виключно з водню - дуже рідкісного типу зірок.
Досить матеріалу? Дуже мало сказати. Тоді ми повинні розглянути зоряний Бегемот, обсяг якого в кілька сотень мільйонів разів перевищував би Сонце. Однак такі монстри, що набрякають до цього моменту в кінці свого життя, вкрай неймовірні. Вони настільки гарячі, що їх потужний "сонячний вітер", інтенсивне випромінювання, яке виділяється ядерними реакціями серця, продуває їх оболонку далеко в космос. "Деякі втрачають до 75% своєї маси протягом життя, пояснює Мішель Бур, член команди. Тому на момент вибуху весь цей матеріал вже не доступний для подачі гамма-випромінювання. "
Хіба що ... Хіба що хімічний склад зовнішніх шарів зірки не робить їх особливо проникними для випромінювання. Таким чином, вони залишаться прив'язаними до зірки до летального результату і падають на чорну діру під час сплеску. Одне призвело до іншого, дослідники намалювали робот-портрет зірки, відповідальної за цей космічний катаклізм: це синій надгігант, який, розміщений у центрі Сонячної системи, поглине чотири планети-телури (Меркурій, Венера, Земля і Марс) і врізався в Юпітер. Він нагрівається до 50 000 ° C, а вміст водню та гелію в ньому значно більший, ніж у Сонця, тоді як містить кисню втричі менше. Хімічний склад, що виправдовує збереження його зовнішніх шарів. "Водень поглинає набагато менше фотонів, ніж важчі елементи, такі як кисень. Тому він набагато менш чутливий до тиску випромінювання, так само, як дротяна сітка менш легко здувається шквалом, ніж плита"., пояснює Мішель Бур.
Гаразд, крім ... таких зірок не повинно існувати століттями !
Вони зникли від зародження Всесвіту 13 мільярдів років тому. Тільки найперші, що були освітлені в первісній темряві, містили лише водень, гелій і кілька слідів літію, і з поважної причини, що вони були єдиними доступними інгредієнтами.
Інших елементів ще не існувало! Вуглець, кисень, кремній, залізо ... згодом кували в цих казанах, що є серцем гігантських зірок. І от із покоління в покоління, від злиття галактики до злиття галактики, Всесвіт збагатився новими елементами.
За деякими винятками.
Деякі галактики, такі як I Zwicky 18, у сузір'ї Великої Ведмедиці, дивом утримались від усього цього суєти і збереглися від елементів, важчих за водень та гелій. Саме з такої галактики надходять наддовгі сплески. І ось тут би згасли найфантастичніші зірки, які коли-небудь народжував Всесвіт, у незмірних стогонах агонії, відчутних мільярди світлових років від нас.
РІДКЕ ШОУ
Чи зможемо ми почути інших? Це малоймовірно.
Хоч би тому "жодна модель зіркового колапсу першого покоління не є одностайною, шкодує дослідник. Ми не знаємо, чи всі вони вибухнули сплесками гамма-випромінювання " . І, за винятком чудовиська, розташованого у винятковому "лише" 7 мільярдах світлових років, більшість із них лежать занадто далеко, щоб бути виявленими за допомогою сучасних засобів. Найфантастичніші зоряні істоти вимирають, найчастіше, мовчки.
ДВА СИГНАЛИ ДЛЯ НЕПЕРЕДОВОГО КАТАЛИЗМУ
У 2010 р., А потім у 2011 р. Два ультрадовгих сплески гамма-променів (сині крапки на графіку), сплески фотонів дуже високої енергії, що утворювались протягом декількох годин, були зафіксовані супутником. До цих пір гамма-сплески, що тривали більше кількох секунд (так звані "довгі"), були ознакою або "нормальних" космічних подій (вибух гігантської зірки зеленим кольором), або більш екзотичних подій., але пояснюється сценарієм (зіткнення астероїда або комети з нейтронною зіркою або ударною хвилею наднової в іншій галактиці, жовтого кольору). Навіть триваліші та енергійні сплески відзначали екстремальні події, такі як знищення зірки надмасивною чорною дірою в іншій галактиці (в білому). Два ультрадовгих сплески гамма-випромінень, виявлені з 2010 року, призвели до винаходу нового підпису: колапсу надгігантських зірок, розмір якого ніколи раніше не розглядався.