Астрономы обнаружили звезду со следами материала одной из самых древних звезд. Статья об этом опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Ученые делят звезды по населениям, I, II и III. Звезды населения I, куда входит и Солнце, содержат большое число тяжелых элементов, которые образовались в ходе термоядерного синтеза в более ранних звездах. Самое древнее, население III, включает в себя первое поколение звезд после Большого взрыва, но они существовали очень недолго, около миллиона лет, и потому астрономы ни разу их не наблюдали.
Астрономы из Флорентийского университета под руководством Аса Скуладоттира изучили звезду AS0039 в Карликовой галактике в созвездии Скульптор. Судя по ее химическому составу, в ней находятся элементы звезды населения III, выброшенные взрывом гиперновой. Астрономы оценивают, что эта звезда-прародительница обладала массой около 20 солнечных.
По мнению исследователей, обнаруженная звезда не только обладает наименьшей металличностью (долей тяжелых элементов) среди изученных звезд за пределами нашей галактики, но и содержит наименьшую долю углерода среди всех известных звезд.
«Мы обнаружили вторичную звезду с необычайными химическими характеристиками: низкое содержание железа, низкое содержание углерода и чрезвычайно низкое количество магния по сравнению с другими тяжелыми элементами вроде кальция», – сообщают ученые. Основываясь на этом, они провели моделирование, и наилучшим образом такое соотношение элементов объяснялось вспышкой гиперновой, произошедшей на массивной звезде населения III.
В случае подтверждения эта находка поможет ученым заглянуть в далекое прошлое Вселенной и лучше понять эволюцию звезд.
Stellarium —
свободный виртуальный планетарий с открытым исходным кодом.
Программа отображает реалистичное небо в 3D таким, каким его можно увидеть невооружённым глазом, в бинокль или телескоп.
ru.wikipedia.org
stellarium.org
Некоторые возможности Stellarium:
- База данных небесных тел. Содержит более 600 000 звёзд, 88 созвездий, планеты Солнечной системы и многие другие объекты.
- Виртуальные путешествия. Пользователи могут путешествовать по Вселенной, посещая различные планеты, звёзды и галактики.
- Графические эффекты. Stellarium предлагает различные графические эффекты, такие как закат и рассвет, атмосферные явления и текстуры поверхности Луны и планет.
- Настройка параметров. Пользователи могут настраивать параметры программы, такие как яркость звёзд, скорость движения небесных тел и другие.
**
Согласно недавнему исследованию, сверхновые звезды могут временно становиться «ПэВатронами» — естественными ускорителями частиц, способными производить космические лучи с энергией, превышающей петаэлектронвольт (ПэВ). Это явление возникает, когда ударная волна от взрыва проходит через плотный слой околозвездного вещества, увеличивая максимальную энергию ускоряемых частиц. Однако этот эффект длится всего несколько месяцев, что может объяснить отсутствие прямых наблюдений активных ПэВатронов.
Межгалактические космические лучи в основном состоят из высокоэнергетических частиц — преимущественно протонов и, реже, ядер тяжелых атомов.
Большая их часть отфильтровывается магнитным полем Земли и атмосферой, но ничтожная доля достигает поверхности. По оценкам, примерно раз в секунду через наше тело проходит один космический луч — вполне правдоподобная частота, хотя ее необходимо подкрепить более точным источником. Эти лучи охватывают широкий спектр энергий — от нескольких электронвольт (эВ) до нескольких петаэлектронвольт (ПэВ), то есть миллиона миллиардов электронвольт.
Для сравнения, это примерно в 1000 раз больше энергии, выделяемой при столкновениях в Большом адронном коллайдере (БАК). Астрофизики давно предполагали, что самые высокоэнергетические лучи (свыше ПэВ) могут возникать в результате экстремальных явлений, таких как вспышки сверхновых.
Способность сверхновой ускорять частицы зависит, в частности, от скорости звездных ветров, возникающих при взрыве, а также от плотности и силы магнитных полей в ее ближайшем окружении.
Особенно энергичные сверхновые, развивающиеся в плотной среде, таким образом, представляются вероятными кандидатами на генерацию излучения в диапазоне петаэлектронвольт (ПэВ).
Однако, несмотря на прогресс в области детектирования, ни одна сверхновая до сих пор не была идентифицирована как способная ускорять частицы свыше 100 тераэлектронвольт (ТэВ). Известные остатки, такие как Тихо или Кассиопея A, считавшиеся перспективными, показали излучение значительно ниже ожидаемых порогов.
Тем не менее, наши инструменты фиксируют излучение порядка ПэВ, хотя его источники пока не могут быть точно определены. В недавнем исследовании, опубликованном на платформе arXiv, группа ученых под руководством Потсдамского университета (Германия) предложила объяснение: некоторые сверхновые могут ненадолго становиться «петатронами», когда взаимодействуют с плотным околозвездным облаком.
«Крайне важно определить, какие источники галактических космических лучей способны ускорять частицы до "излома" спектра — нескольких ПэВ, и в частности, могут ли остатки сверхновых быть их причиной», — пишут исследователи.
«Мы изучаем влияние плотных околозвездных оболочек на ускорение частиц ударными волнами сверхновых в первые годы после взрыва, чтобы оценить, могут ли такие взаимодействующие сверхновые выступать в роли петатронов».
Плотная оболочка, усиливающая излучение Современные модели ускорения частиц в очень молодых остатках сверхновых предполагают, что околозвездная среда обычно формируется свободно текущими звездными ветрами. Однако наблюдения показывают, что некоторые сверхновые могут расширяться и создавать гораздо более плотную околозвездную материю.
Это явление может происходить из-за эпизодических выбросов незадолго до взрыва. Хотя точная частота этого процесса еще требует уточнения, он кажется относительно распространенным.
Он приводит к значительной потере массы — иногда эквивалентной двум солнечным массам — из-за мощных ветров, срывающих внешние слои звезды незадолго до ее коллапса.
Если скорость этих ветров остается низкой, вокруг умирающей звезды может сформироваться компактная и плотная оболочка. Некоторые предыдущие исследования предполагали, что такая среда может создавать условия для образования петатронов.
В своей новой работе ученые углубили эту гипотезу, используя гидродинамический код моделирования «Pion», чтобы смоделировать последствия краткого, но интенсивного периода потери массы — по их оценкам, до 2 солнечных масс в год. Эта высокая цифра требует сопоставления с реальными наблюдениями за яркими голубыми переменными (LBV), о которых идет речь.
Эти звезды — голубые гипергиганты с медленными, но значительными колебаниями светимости, известные своими мощными выбросами вещества. В своих симуляциях исследователи одновременно решали уравнения переноса космических лучей, магнитной турбулентности и динамики плазмы, используя метод «пробных частиц».
Их результаты показывают, что когда происходит взрыв сверхновой, ударная волна проходит через плотную околозвездную оболочку, вызывая резкое усиление магнитного поля. Это поле разгоняет частицы до экстремальных скоростей, позволяя им достигать уровня ПэВ при прохождении через оболочку, прежде чем рассеяться в пространстве.
Однако этот режим длится недолго.
По расчетам ученых, первые пять месяцев после взрыва достаточно, чтобы энергия излучения превысила порог ПэВ, но затем его интенсивность быстро снижается.
Эта кратковременность объясняет, почему до сих пор не удалось напрямую обнаружить активный петатрон: хотя сверхновые в нашей галактике вспыхивают в среднем раз в несколько десятков лет, ни одна из них пока не произошла достаточно близко, чтобы можно было зафиксировать этот короткий энергетический всплеск.
new-science.ru/uchjonye-obnaruzhili-samye-moshhnye-vo-vselennoj-uskoriteli-chastic
**
Чёрные дыры впервые появились в научной литературе в 18 веке благодаря трудам Джона Мичела и Пьера-Симона Лапласа. Они предположили существование звёзд, гравитация которых настолько сильна, что даже свет не может покинуть их поверхность
непонятно откуда тогда люди могли знать про то как гравитация связана с бозонами, другими неизвестными частицами и светом
Это интересный вопрос..
Действительно, в 18 веке учёные, такие как Джон Мичел и Пьер-Симон Лаплас, не имели современных знаний о частицах, таких как бозоны, или о квантовой механике.
Однако их идеи о чёрных дырах основывались на классической механике и теории гравитации Исаака Ньютона.
Мичел и Лаплас исходили из наблюдений за гравитацией и светом, которые были доступны в их время. Они предположили, что если звезда обладает достаточной массой, её гравитационное притяжение может быть настолько сильным, что даже свет не сможет покинуть её поверхность.
Это предположение было сделано на основе понимания законов гравитации, но без глубокого понимания того, как работает свет или его природа.
С развитием науки в 19 и 20 веках, с появлением теории относительности Альберта Эйнштейна и квантовой механики, учёные смогли более глубоко понять природу гравитации, света и материи.
Эйнштейн показал, что гравитация не является силой в традиционном смысле, а искривлением пространства-времени, что открыло новые горизонты для изучения таких явлений, как чёрные дыры.
Таким образом, хотя Мичел и Лаплас не могли знать о бозонах или квантовых эффектах, их идеи стали основой для дальнейшего развития теорий, которые объяснили более сложные аспекты гравитации и света. Научное понимание постоянно эволюционирует, и идеи, которые кажутся простыми или даже наивными, могут стать основой для более сложных теорий в будущем.
Джон Митчелл
Разбираясь с Чёрными Дырами наткнулся на имя – Джон Митчелл, 1724-1793.
Сын священника. Учился в Кембридже, бакалавр искусств. В Кембридже занимал должности наставника, прелектора (педель?), бурсар (казначей), экзаменатор, ректор церкви Святого Ботольфа в Кембридже, занимал кафедру геологии. После женитьбы ректор церкви в Торнхилле, где он и сделал большую часть своих научных работ.
Широта интересов – греческая.
В Кембридже изучал магнетизм. Открыл закон взаимодействия магнитов, предложил метод Митчелла для изготовления магнитов. Заодно попытался измерить давление света, но сфокусированный пучок расплавил стрелку магнита.
Через 5 лет после Лиссабонского землетрясения публикует работу, в которой говорит, что землетресения вызваны смещениями в геологических слоях (!) и распространяются как волны. Оценил расположение эпицентра и предположил, что цунами вызываются подводным землетрясением.
Первым применил статистику в астрономии и заключил, что звёзды могут быть притянуты друг к другу и образовывать скопления или пары.
Но натолкнулся я на Митчелла потому, что он предсказал существование Чёрных Дыр и вычислил гравитационный радиус (1784 год, письмо Кавендишу). Сделано это было из совершенно неправильных соображений . Свет он считал корпускулами, которые покидают любую звезду с одной скоростью, но притяжение звезды тормозит их. Далее он считал массу звезды, способную остановить частицу , стартовавшую со скоростью света. По понятным причинам Митчелл не использовал уравнений СТО и ОТО, но понятие «тёмной звезды» появилось именно благодаря ему. Оно потом мелькнуло у Лапласа, но свет стал колебаниями эфира и Лаплас рассуждения о корпускулах и «тёмных звёздах» убрал.
Однако, узнав что «тёмные звёзды» существуют, Митчелл предложил метод их наблюдений. По поведению соседних звёзд. Оптимально «светлой» звезды, принадлежащей одной системе с «тёмной». А вот этот метод сейчас активно используется при изучении экзопланет.
Даже после смерти Митчелл смог внести свой вклад в развитие науки.
Его крутильные весы достались Кавендишу, а самодельный телескоп купил Гершель.
PS “Есть все основания назвать Джона Мичелла (1724–1793) самым блестящим английским ученым XVIII века, окончившим курс Кембриджского университета.”
PPS В 1931 г., когда ни нейтронов, ни термояда не было, Ландау написал статью о эволюции звезд с массой больше 1,5 ( сейчас 1,44) солнечной в сверхплотную звезду. Поскольку нейтронов не было, в центре оказался атом, который скорее всего мог и не подчиняться решениям Сольвеевского конгресса.