Süpernova, ölen çok büyük yıldızların, Güneş'in enerjisinin trilyon katı kadar büyük bir enerji açığa çıkararak patlamasıdır. Bir süpernova tüm galaksiyi aydınlatabilir ve yıldızın gönderdiği ışık Evrenin kenarına ulaşacaktır. Eğer bu yıldızlardan biri Dünya'dan 10 ışıkyılı uzaklıkta patlarsa, Dünya'nın serbest kalmasından itibaren tamamen yanacaktır. enerji ve radyasyon.

Süpernova

Süpernovalar sadece yok etmekle kalmaz, aynı zamanda uzaya gerekli elementleri de doldurur: demir, altın, gümüş ve diğerleri. Evren hakkında bildiğimiz her şey, bir zamanlar patlayan bir süpernovanın kalıntılarından yaratılmıştır. Süpernova, Evrendeki en güzel ve ilginç nesnelerden biridir. Evrendeki en büyük patlamalar, geride özel, en tuhaf kalıntıları bırakır:

Nötron yıldızları

Nötronlar çok tehlikeli ve tuhaf cisimlerdir. Dev bir yıldız süpernovaya dönüştüğünde çekirdeği bir Dünya metropolü boyutuna küçülür. Çekirdeğin içindeki basınç o kadar büyüktür ki, içindeki atomlar bile erimeye başlar. Atomlar aralarında boşluk kalmayacak kadar sıkıştırıldığında devasa enerji birikir ve güçlü bir patlama meydana gelir. Patlama arkasında inanılmaz derecede yoğun bir Nötron Yıldızı bırakıyor. Bir çay kaşığı Nötron yıldızının ağırlığı 90 milyon ton olacaktır.

Pulsar, bir süpernova patlamasının kalıntılarıdır. Bir nötron yıldızının kütlesine ve yoğunluğuna benzeyen bir cisim. Büyük bir hızla dönen pulsarlar, kuzey ve güney kutuplarından uzaya radyasyon patlamaları yayarlar. Dönme hızı saniyede 1000 devire ulaşabilir.

Güneşimizin 30 katı büyüklüğünde bir yıldız patladığında Magnetar adı verilen bir yıldız oluşur. Magnetarlar, Nötron yıldızlarından ve Pulsarlardan bile daha tuhaf olan güçlü manyetik alanlar yaratır. Magnitar'ın manyetik alanı Dünya'nınkinden birkaç bin kat daha büyüktür.

Kara delikler

Bir süperstardan bile daha büyük yıldızlar olan hipernovaların ölümünden sonra, Evrendeki en gizemli ve tehlikeli yer oluşur: bir kara delik. Böyle bir yıldızın ölümünden sonra kara delik onun kalıntılarını emmeye başlar. Kara deliğin ememeyeceği kadar çok madde var ve yıldızın kalıntılarını uzaya fırlatarak 2 gama radyasyonu ışını oluşturuyor.

Bizimkine gelince, Güneş elbette bir kara delik, pulsar, magnetar ve hatta sinir yıldızı olmaya yetecek kadar kütleye sahip değil. Kozmik standartlara göre yıldızımız, yaşamının böyle bir sonla bitmesi için çok küçük. Bilim adamları, yakıt bittikten sonra yıldızımızın boyutunun onlarca kat artacağını ve bunun da onun karasal gezegenleri absorbe etmesine izin vereceğini söylüyor: Merkür, Venüs, Dünya ve muhtemelen Mars.

Yıldızlar sonsuza kadar yaşamazlar. Onlar da doğar ve ölürler. Bazıları, Güneş gibi, birkaç milyar yıldır var oluyor, sakin bir şekilde yaşlanıyor ve sonra yavaş yavaş kayboluyor. Diğerleri çok daha kısa ve çalkantılı hayatlar yaşıyor ve aynı zamanda feci bir ölüme mahkumlar. Varlıkları dev bir patlamayla kesintiye uğrar ve ardından yıldız bir süpernovaya dönüşür. Bir süpernovanın ışığı uzayı aydınlatır: patlaması milyarlarca ışıkyılı uzaklıktan görülebilir. Aniden gökyüzünde daha önce hiçbir şeyin olmadığı bir yıldız belirdi. Dolayısıyla adı. Eskiler bu gibi durumlarda yeni bir yıldızın gerçekten parladığına inanıyorlardı. Bugün biliyoruz ki aslında bir yıldız doğmaz, ölür ama adı aynı kalır, süpernova.

SÜPERNOVA 1987A

23-24 Şubat 1987 gecesi bize en yakın galaksilerden birinde. Sadece 163.000 ışıkyılı uzaklıktaki Büyük Macellan Bulutu'nda, Doradus takımyıldızında bir süpernova ortaya çıktı. Çıplak gözle bile görülebiliyordu, Mayıs ayında görünür büyüklüğü +3'e ulaştı ve sonraki aylarda teleskop veya dürbün olmadan tekrar görünmez hale gelene kadar parlaklığını yavaş yavaş kaybetti.

Şimdiki ve geçmiş

Süpernova 1987A, adından da anlaşılacağı gibi, 1987'de gözlemlenen ilk süpernovaydı ve teleskop çağının başlangıcından bu yana çıplak gözle görülebilen ilk süpernovaydı. Gerçek şu ki, galaksimizdeki son süpernova patlaması, teleskobun henüz icat edilmediği 1604 yılında gözlemlenmişti.

Ancak daha da önemlisi, yıldız* 1987A, modern tarım bilimcilerine nispeten kısa bir mesafeden bir süpernovayı gözlemleme fırsatını verdi.

Daha önce ne vardı?

Süpernova 1987A üzerine yapılan bir çalışma, bunun Tip II süpernova olduğunu gösterdi. Yani, gökyüzünün bu bölümünün daha önceki fotoğraflarında keşfedilen öncül yıldızın veya öncül yıldızın, kütlesi Güneş'in kütlesinin neredeyse 20 katı olan mavi bir süperdev olduğu ortaya çıktı. Dolayısıyla nükleer yakıtı hızla tükenen çok sıcak bir yıldızdı.

Devasa patlamadan sonra geriye kalan tek şey, teorik olarak ortaya çıkması beklenen bir nötron yıldızını henüz kimsenin ayırt edemediği, hızla genişleyen bir gaz bulutuydu. Bazı gökbilimciler yıldızın hâlâ açığa çıkan gazlarla örtülü olduğunu öne sürerken, diğerleri yıldız yerine bir kara deliğin oluştuğunu öne sürdü.

BİR YILDIZIN HAYATI

Yıldızlar, ısıtıldığında merkezi çekirdeğini termonükleer reaksiyonları başlatmak için yeterli sıcaklıklara getiren yıldızlararası madde bulutunun yerçekimsel sıkıştırması sonucu doğar. Halihazırda ateşlenmiş bir yıldızın sonraki gelişimi iki faktöre bağlıdır: ilk kütle ve kimyasal bileşim, özellikle yanma oranını belirleyen ilki. Daha büyük kütleli yıldızlar daha sıcak ve daha hafiftir ancak bu yüzden daha erken sönerler. Bu nedenle büyük bir yıldızın ömrü, düşük kütleli bir yıldıza göre daha kısadır.

Kırmızı devler

Hidrojen yakan bir yıldızın “birincil fazda” olduğu söyleniyor. Herhangi bir yıldızın yaşamının büyük bir kısmı bu aşamaya denk gelir. Mesela Güneş 5 milyar yıldır ana fazdadır ve uzun bir süre orada kalacaktır ve bu periyot bittiğinde yıldızımız kısa bir kararsızlık evresine girecek, sonrasında bu kez tekrar stabil hale gelecektir. kırmızı dev şeklinde. Kırmızı dev, ana evredeki yıldızlarla kıyaslanamayacak kadar büyük ve parlak ama aynı zamanda çok daha soğuk. Akrep takımyıldızındaki Antares veya Orion takımyıldızındaki Betelgeuse, kırmızı devlerin başlıca örnekleridir. Renkleri çıplak gözle bile hemen tanınabilir.

Güneş kırmızı deve dönüştüğünde dış katmanları Merkür ve Venüs gezegenlerini “emecek” ve Dünya'nın yörüngesine ulaşacak. Kırmızı dev aşamasında, yıldızlar atmosferlerinin dış katmanlarının önemli bir bölümünü kaybederler ve bu katmanlar, Lyra takımyıldızındaki M57, Halka Bulutsusu veya Vulpecula takımyıldızındaki M27, Halter Bulutsusu gibi bir gezegenimsi bulutsu oluşturur. Her ikisi de teleskopunuzla izlemek için mükemmeldir.

Finale giden yol

Bu andan itibaren yıldızın kaderi kaçınılmaz olarak kütlesine bağlı. Eğer 1,4 güneş kütlesinden azsa, nükleer yanmanın sona ermesinden sonra böyle bir yıldız dış katmanlarından kurtulacak ve küçük kütleli bir yıldızın evriminin son aşaması olan beyaz cüceye dönüşecektir. Beyaz cücenin soğuması ve görünmez hale gelmesi milyarlarca yıl alacak. Buna karşılık, yüksek kütleli bir yıldız (Güneş'ten en az 8 kat daha büyük kütleli), hidrojeni bittiğinde helyum ve karbon gibi hidrojenden daha ağır gazları yakarak hayatta kalır. Bir dizi sıkıştırma ve genişleme aşamasından geçen böyle bir yıldız, birkaç milyon yıl sonra yıkıcı bir süpernova patlaması yaşar, kendi maddesinin devasa bir kısmını uzaya fırlatır ve bir süpernova kalıntısına dönüşür. Yaklaşık bir hafta içinde süpernova, galaksisindeki tüm yıldızların parlaklığını aşar ve ardından hızla kararır. Merkezde devasa yoğunluğa sahip küçük bir nesne olan bir nötron yıldızı kalıyor. Yıldızın kütlesi daha da büyükse süpernova patlaması sonucu yıldızlar değil kara delikler ortaya çıkar.

SÜPERNOVA TÜRLERİ

Gökbilimciler, süpernovalardan gelen ışığı inceleyerek bunların hepsinin aynı olmadığını ve spektrumlarında temsil edilen kimyasal elementlere göre sınıflandırılabileceğini keşfettiler. Hidrojen burada özel bir rol oynar: Bir süpernovanın spektrumu hidrojenin varlığını doğrulayan çizgiler içeriyorsa, o zaman tip II olarak sınıflandırılır; eğer böyle çizgiler yoksa tip I olarak sınıflandırılır. Tip I süpernovalar, spektrumun diğer unsurları dikkate alınarak la, lb ve l alt sınıflarına ayrılır.

Patlamaların farklı doğası

Türlerin ve alt türlerin sınıflandırılması, patlamanın altında yatan mekanizmaların çeşitliliğini ve farklı öncü yıldız türlerini yansıtır. SN 1987A gibi süpernova patlamaları, büyük kütleye (Güneş kütlesinin 8 katından fazla) sahip bir yıldızın son evrim aşamasında meydana gelir.

Tip lb ve lc süpernovaları, güçlü yıldız rüzgarları nedeniyle veya ikili sistemdeki başka bir yıldıza madde aktarımı nedeniyle hidrojen zarflarının önemli bir bölümünü kaybetmiş büyük kütleli yıldızların merkez kısımlarının çökmesi sonucu ortaya çıkar.

Çeşitli öncüller

lb, lc ve II tipindeki tüm süpernovalar, Popülasyon I yıldızlarından, yani sarmal galaksilerin disklerinde yoğunlaşan genç yıldızlardan kaynaklanır. Tip la süpernovalar ise eski Popülasyon II yıldızlarından kaynaklanır ve hem eliptik galaksilerde hem de spiral galaksilerin çekirdeklerinde gözlemlenebilir. Bu süpernova türü, ikili sistemin parçası olan ve komşusundan malzeme çeken bir beyaz cüceden geliyor. Beyaz cücenin kütlesi kararlılık sınırına (Chandrasekhar sınırı denir) ulaştığında, karbon çekirdeklerinin hızlı bir füzyon süreci başlar ve bir patlama meydana gelir, bunun sonucunda yıldız kütlesinin çoğunu dışarı atar.

Farklı parlaklık

Farklı süpernova sınıfları, yalnızca spektrumları açısından değil, aynı zamanda patlama sırasında elde ettikleri maksimum parlaklık ve bu parlaklığın zaman içinde tam olarak nasıl azaldığı açısından da birbirlerinden farklılık gösterir. Tip I süpernovalar genellikle Tip II süpernovalardan çok daha parlaktır ancak aynı zamanda çok daha hızlı sönerler. Tip I süpernova en yüksek parlaklıkta birkaç saatten birkaç güne kadar sürerken, Tip II süpernova birkaç aya kadar sürebilir. Çok büyük kütleye sahip yıldızların (Güneş kütlesinin onlarca katı) "hipernovalar" gibi daha şiddetli patladığı ve çekirdeklerinin bir kara deliğe dönüştüğü hipotezi öne sürüldü.

TARİHTE SÜPERNOVLAR

Gökbilimciler ortalama olarak her 100 yılda bir Galaksimizde bir süpernovanın patladığına inanıyorlar. Ancak son iki bin yılda tarihsel olarak belgelenen süpernova sayısı 10'a bile ulaşmamaktadır. Bunun bir nedeni, özellikle tip II süpernovaların, yıldızlararası tozun çok daha yoğun olduğu sarmal kollarda patlaması ve buna bağlı olarak ortaya çıkması olabilir. , parlayan süpernovayı karartabilir.

İlk gördüğüm

Her ne kadar bilim insanları başka adayları düşünse de, tarihte bir süpernova patlamasının ilk gözleminin MS 185 yılına dayandığı bugün genel olarak kabul ediliyor. Çinli gökbilimciler tarafından belgelendi. Çin'de 386 ve 393'te galaktik süpernova patlamaları da gözlemlendi. Sonra 600 yıldan fazla bir süre geçti ve nihayet gökyüzünde başka bir süpernova belirdi: 1006'da Kurt takımyıldızında yeni bir yıldız parladı, bu kez diğer şeylerin yanı sıra Arap ve Avrupalı ​​gökbilimciler tarafından kaydedildi. Bu en parlak yıldız (parlaklığının zirvesinde görünen büyüklüğü -7,5'e ulaştı) bir yıldan fazla bir süre gökyüzünde görünür kaldı.
.
Yengeç Bulutsusu

1054'teki süpernova da son derece parlaktı (maksimum kadir -6), ancak yine de yalnızca Çinli gökbilimciler ve belki de Amerikan Kızılderilileri tarafından fark edildi. Bu muhtemelen en ünlü süpernovadır, çünkü onun kalıntısı, Charles Messier'in kataloğuna 1 numarayla dahil ettiği Boğa takımyıldızındaki Yengeç Bulutsusu'dur.

Ayrıca Çinli gökbilimcilere, 1181 yılında Cassiopeia takımyıldızında bir süpernovanın ortaya çıkışı hakkında bilgi borçluyuz. Bu kez 1572'de başka bir süpernova patladı. Bu süpernova, Avrupalı ​​gökbilimciler tarafından da fark edildi; Tycho Brahe, hem görünüşünü hem de parlaklığındaki müteakip değişimi "Yeni Yıldız Üzerine" adlı kitabında anlattı; bu süpernova, adı bu tür yıldızları belirtmek için yaygın olarak kullanılan terimin ortaya çıkmasına neden oldu. .

Süpernova Sessizliği

32 yıl sonra, 1604'te gökyüzünde başka bir süpernova ortaya çıktı. Tycho Brahe bu bilgiyi öğrencisi Johannes Kepler'e aktardı; o da "yeni yıldızı" takip etmeye başladı ve ona "Ophiuchus'un Ayaklarındaki Yeni Yıldız Üzerine" kitabını ithaf etti. Galileo Galilei'nin de gözlemlediği bu yıldız, bugün Galaksimizde patlayan ve çıplak gözle görülebilen son süpernova olmaya devam ediyor.

Ancak Samanyolu'nda yine Cassiopeia takımyıldızında (üç galaktik süpernova rekorunu elinde bulunduran takımyıldız) başka bir süpernovanın patladığına şüphe yok. Bu olaya dair görsel bir kanıt olmasa da gökbilimciler yıldızın bir kalıntısını buldular ve bunun 1667'de meydana gelen bir patlamaya karşılık gelmesi gerektiğini hesapladılar.

Samanyolu'nun dışında, gökbilimciler 1987A süpernovasına ek olarak Andromeda galaksisinde patlayan ikinci bir süpernova olan 1885'i de gözlemlediler.

Süpernova Gözlemi

Süpernova avcılığı sabır ve doğru yöntem gerektirir.

İlki gereklidir, çünkü hiç kimse ilk akşam bir süpernovayı keşfedebileceğinizi garanti etmez. Zaman kaybetmek istemiyorsanız ve bir süpernovayı keşfetme şansınızı gerçekten artırmak istiyorsanız ikincisi olmadan yapamazsınız. Asıl sorun, uzak galaksilerden birinde bir süpernova patlamasının ne zaman ve nerede meydana geleceğini tahmin etmenin fiziksel olarak imkansız olmasıdır. Bu nedenle bir süpernova avcısının her gece gökyüzünü taraması ve bu amaç için özenle seçilmiş düzinelerce galaksiyi kontrol etmesi gerekir.

Ne yapalım

En yaygın tekniklerden biri, teleskopu belirli bir galaksiye yöneltmek ve onun görünümünü daha önceki bir görüntüyle (çizim, fotoğraf, dijital görüntü), ideal olarak gözlemlerin yapıldığı teleskopla yaklaşık olarak aynı büyütmede karşılaştırmaktır. Eğer orada bir süpernova ortaya çıkarsa hemen gözünüze çarpacaktır. Günümüzde birçok amatör gökbilimci, yıldızlı gökyüzünün fotoğraflarını doğrudan dijital formatta çekmelerine olanak tanıyan bilgisayar kontrollü teleskoplar ve CCD kameralar gibi profesyonel bir gözlemevine layık ekipmanlara sahiptir. Ancak bugün bile pek çok gözlemci, bir teleskopu belirli bir galaksiye doğrultarak ve göz merceğinden bakarak bir yerlerde başka bir yıldızın görünüp görünmediğini görmeyi umarak süpernova arayışına giriyor.

Bir süpernova patlaması inanılmaz boyutlarda bir olaydır. Aslında bir süpernova patlaması, varlığının sona ermesi ya da bir kara delik ya da nötron yıldızı olarak yeniden doğuş anlamına gelir. Bir süpernovanın ömrünün sonuna her zaman, yıldızın maddesinin inanılmaz hızlarda ve devasa mesafeler boyunca uzaya fırlatıldığı muazzam bir kuvvet patlaması eşlik eder.

Bir süpernova patlaması yalnızca birkaç saniye sürer, ancak bu kısa süre zarfında olağanüstü miktarda enerji açığa çıkar. Örneğin bir süpernova patlaması, milyarlarca yıldızdan oluşan bir galaksinin tamamından 13 kat daha fazla ışık yayabilir ve saniyeler içinde gama ve X-ışını dalgaları şeklinde salınan radyasyon miktarı, milyarlarca yıllık patlamanın birkaç katıdır. hayat.

Süpernova patlamaları, özellikle kozmik ölçekleri ve büyüklükleri dikkate alındığında uzun sürmediğinden, esas olarak sonuçlarıyla bilinmektedir. Bu tür sonuçlar, patlamadan sonra çok uzun bir süre uzayda parlamaya ve genişlemeye devam eden devasa gaz bulutsularıdır.

Belki de bir süpernova patlaması sonucu oluşan en ünlü bulutsu Yengeç Bulutsusu. Eski Çinli gökbilimcilerin kronikleri sayesinde, 1054 yılında Toros takımyıldızındaki bir yıldızın patlamasından sonra ortaya çıktığı bilinmektedir. Tahmin edebileceğiniz gibi flaş o kadar parlaktı ki çıplak gözle görülebiliyordu. Artık Yengeç Bulutsusu karanlık bir gecede sıradan bir dürbünle görülebiliyor.

Yengeç Bulutsusu hâlâ saniyede 1.500 km hızla genişliyor. Şu anda büyüklüğü 5 ışık yılını aşıyor.

Yukarıdaki fotoğraf üç farklı spektrumda çekilmiş üç görüntüden oluşmaktadır: X-ışını (Chandra teleskopu), kızılötesi (Spitzer teleskopu) ve geleneksel optik (). X-ışınları mavidir ve bir süpernovadan sonra oluşan inanılmaz derecede yoğun bir yıldız olan pulsardan gelir.

Simeiz 147 Bulutsusu şu anda bilinen en büyük bulutsulardan biridir. Yaklaşık 40.000 yıl önce patlayan bir süpernova, 160 ışıkyılı çapında bir bulutsu yarattı. 1952 yılında Sovyet bilim adamları G. Shayon ve V. Gaze tarafından aynı adı taşıyan Simeiz Gözlemevi'nde keşfedildi.

Fotoğraf çıplak gözle gözlemlenebilen son süpernova patlamasını gösteriyor. 1987 yılında bizden 160.000 ışıkyılı uzaklıktaki Büyük Macellan Bulutu galaksisinde meydana geldi. Bilim adamlarının gerçek doğası hakkında hala sadece spekülasyon yaptığı 8 rakamı şeklindeki olağandışı halkalar büyük ilgi görüyor.

İkizler takımyıldızındaki Medusa Bulutsusu çok iyi incelenmemiştir, ancak eşi benzeri görülmemiş güzelliği ve parlaklığını periyodik olarak değiştiren büyük yoldaş yıldızı nedeniyle çok popülerdir.

> Süpernova

Anlamak süpernova nedir: Süpernovaların doğduğu bir yıldızın patlaması ve parlamasının tanımı, evrimi ve gelişimi, çift yıldızların rolü, fotoğraflar ve araştırmalar.

Süpernova- bu aslında bir yıldız patlamasıdır ve uzayda gözlemlenebilecek en güçlü patlamadır.

Süpernovalar nerede ortaya çıkıyor?

Süpernovalar sıklıkla diğer galaksilerde de görülebilir. Ancak Samanyolu'nda bu, gözlemlenmesi nadir görülen bir olgudur çünkü toz ve gaz pusları görüşü engeller. Gözlenen son süpernova 1604'te Johannes Kepler tarafından gözlemlendi. Chandra teleskopu yalnızca bir asırdan fazla süre önce patlayan bir yıldızın kalıntılarını bulabildi (bir süpernova patlamasının sonuçları).

Süpernovaya ne sebep olur?

Yıldızın merkezinde değişiklikler meydana geldiğinde bir süpernova doğar. İki ana türü vardır.

Birincisi ikili sistemlerdedir. Çift yıldızlar ortak bir merkezle birbirine bağlanan nesnelerdir. Bunlardan biri ikinciden madde çalıyor ve çok büyük oluyor. Ancak iç süreçleri dengeleyemiyor ve bir süpernova şeklinde patlıyor.

İkincisi ise ölüm anıdır. Yakıt tükenme eğilimindedir. Bunun sonucunda kütlenin bir kısmı çekirdeğe akmaya başlar ve kendi yer çekimine dayanamayacak kadar ağırlaşır. Bir genişleme süreci meydana gelir ve yıldız patlar. Güneş tek bir yıldızdır ancak yeterli kütlesi olmadığı için buna dayanamaz.

Araştırmacılar neden süpernovalarla ilgileniyor?

Sürecin kendisi kısa bir süreyi kapsıyor ancak Evren hakkında çok şey anlatabiliyor. Örneğin örneklerden biri, Evrenin genişleme özelliğini ve bu oranın arttığını doğruladı.

Ayrıca bu nesnelerin, elemanların uzaydaki dağılım anını etkilediği ortaya çıktı. Bir yıldız patladığında elementleri ve kozmik kalıntıları dışarı fırlatır. Hatta birçoğu gezegenimize geliyor. Süpernovaların ve patlamalarının özelliklerini ortaya koyan bir video izleyin.

Süpernova gözlemleri

Astrofizikçi Sergei Blinnikov, ilk süpernovanın keşfini, patlamadan sonraki kalıntıları ve modern teleskopları anlatıyor

Süpernovaları nasıl bulabiliriz?

Süpernovayı aramak için araştırmacılar çeşitli araçlar kullanır. Bazılarının patlamadan sonra görünür ışığı gözlemlemesi gerekiyor. Bazıları ise X-ışınlarını ve gama ışınlarını takip ediyor. Fotoğraflar Hubble ve Chandra teleskopları kullanılarak çekildi.

Haziran 2012'de, ışığı elektromanyetik spektrumun yüksek enerji bölgesine odaklayan bir teleskop çalışmaya başladı. Çöken yıldızları, kara delikleri ve süpernova kalıntılarını araştıran NuSTAR misyonundan bahsediyoruz. Bilim insanları bunların nasıl patladığı ve yaratıldığı hakkında daha fazla şey öğrenmeyi planlıyor.

Gök cisimlerine olan mesafelerin ölçülmesi

Gökbilimci Vladimir Surdin Cepheidler, süpernova patlamaları ve Evrenin genişleme hızı hakkında:

Süpernova araştırmasına nasıl yardımcı olabilirsiniz?

Katkıda bulunmak için bilim insanı olmanıza gerek yok. 2008 yılında sıradan bir genç tarafından bir süpernova keşfedildi. 2011 yılında bu durum, bilgisayarında gece gökyüzünün bir fotoğrafına bakan 10 yaşındaki Kanadalı bir kız tarafından tekrarlandı. Çoğu zaman amatör fotoğraflar birçok ilginç nesne içerir. Biraz pratik yaparak bir sonraki süpernovayı bulabilirsiniz! Daha doğrusu bir süpernova patlamasını yakalama şansınız var.

Bunların oluşumu oldukça nadir görülen kozmik bir olgudur. Gözlemlenebilir evrende ortalama olarak her yüzyılda üç süpernova patlar. Bu tür patlamaların her biri, inanılmaz miktarda enerji açığa çıkaran devasa bir kozmik felakettir. En kaba tahmine göre bu miktardaki enerji, milyarlarca hidrojen bombasının aynı anda patlamasıyla üretilebilir.

Süpernova patlamalarına ilişkin yeterince kesin bir teori henüz mevcut değil ancak bilim insanları ilginç bir hipotez ortaya attılar. Karmaşık hesaplamalara dayanarak, elementlerin alfa sentezi sırasında çekirdeğin büzülmeye devam ettiğini öne sürdüler. İçindeki sıcaklık fantastik bir rakama ulaşıyor - 3 milyar derece. Bu koşullar altında çekirdekteki çeşitli süreçler önemli ölçüde hızlanır; Sonuç olarak çok fazla enerji açığa çıkar. Çekirdeğin hızla sıkıştırılması, yıldız zarfının da aynı hızla sıkıştırılmasını gerektirir.

Aynı zamanda büyük ölçüde ısınır ve içinde meydana gelen nükleer reaksiyonlar da büyük ölçüde hızlanır. Böylece kelimenin tam anlamıyla birkaç saniye içinde büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bu bir patlamaya yol açar. Elbette bu tür koşullar her zaman sağlanamıyor ve bu nedenle süpernovalar oldukça nadiren parlıyor.

Bu hipotezdir. Bilim adamlarının varsayımlarında ne kadar haklı olduklarını gelecek gösterecek. Ancak şimdiki zaman aynı zamanda araştırmacıları kesinlikle şaşırtıcı tahminlere de yönlendirdi. Astrofizik yöntemler süpernovaların parlaklığının nasıl azaldığının izini sürmeyi mümkün kıldı. Ve ortaya şu çıktı: Patlamadan sonraki ilk birkaç günde parlaklık çok hızlı bir şekilde azalıyor, sonra bu azalma (600 gün içinde) yavaşlıyor. Üstelik her 55 günde bir parlaklık tam olarak yarı yarıya zayıflıyor. Matematiksel açıdan bakıldığında bu azalma üstel yasa olarak adlandırılan yasaya göre gerçekleşir. Böyle bir yasanın güzel bir örneği radyoaktif bozunma yasasıdır. Bilim adamları cesur bir varsayımda bulundular: Bir süpernova patlamasından sonra enerjinin açığa çıkması, 55 günlük yarı ömre sahip bir elementin izotopunun radyoaktif bozunmasından kaynaklanıyor.

Peki hangi izotop ve hangi element? Bu arayışlar birkaç yıl devam etti. Berilyum-7 ve stronsiyum-89, bu tür enerji "jeneratörlerinin" rolü için "adaylardı". Sadece 55 günde yarı yarıya parçalandılar. Ancak sınavı geçme şansları olmadı: hesaplamalar, beta bozunması sırasında açığa çıkan enerjinin çok küçük olduğunu gösterdi. Ancak bilinen diğer radyoaktif izotopların benzer bir yarı ömrü yoktu.

Dünya'da olmayan elementler arasından yeni bir rakip ortaya çıktı. Bilim adamları tarafından yapay olarak sentezlenen uranyum ötesi elementlerin bir temsilcisi olduğu ortaya çıktı. Başvuranın adı Kaliforniyalı, seri numarası doksan sekizdir. İzotopu kaliforniyum-254, gramın yalnızca 30 milyarda biri kadar bir miktarda hazırlandı. Ancak gerçekten ağırlıksız olan bu miktar, izotopun yarı ömrünü ölçmek için yeterliydi. 55 güne eşit olduğu ortaya çıktı.

Ve buradan ilginç bir hipotez ortaya çıktı: Bir süpernovanın iki yıl boyunca alışılmadık derecede yüksek parlaklığını sağlayan, Kaliforniya-254'ün bozunma enerjisidir. Kaliforniyumun bozunması, çekirdeklerinin kendiliğinden bölünmesi yoluyla gerçekleşir; Bu tür bir bozunmayla çekirdek iki parçaya bölünmüş gibi görünüyor; periyodik tablonun ortasındaki elementlerin çekirdekleri.

Peki kaliforniyumun kendisi nasıl sentezlenir? Bilim insanları burada da mantıklı bir açıklama getiriyor. Süpernova patlamasından önce çekirdeğin sıkıştırılması sırasında, zaten tanıdık olan neon-21'in alfa parçacıklarıyla etkileşiminin nükleer reaksiyonu alışılmadık derecede hızlanır. Bunun sonucu, oldukça kısa bir süre içinde son derece güçlü bir nötron akışının ortaya çıkmasıdır. Nötron yakalama süreci yeniden gerçekleşir ancak bu sefer hızlıdır. Çekirdekler sonraki nötronları beta bozunmasına uğramadan önce absorbe etmeyi başarır. Bu işlem için transbizmut elemanlarının kararsızlığı artık bir engel değildir. Dönüşüm zinciri kopmayacak ve periyodik tablonun sonu da dolacak. Bu durumda, görünüşe göre, henüz yapay koşullar altında elde edilmemiş olan uranyum ötesi elementler bile oluşuyor.

Bilim adamları, her süpernova patlamasının tek başına inanılmaz miktarda Kaliforniya-254 ürettiğini hesapladılar. Bu miktardan, her biri Dünyamız kadar ağırlığa sahip 20 top yapmak mümkün olacaktır. Süpernovanın diğer kaderi nedir? Oldukça çabuk ölür. Patlamanın olduğu yerde yalnızca küçük, çok sönük bir yıldız kaldı. Bununla birlikte, maddenin olağandışı derecede yüksek yoğunluğu ile ayırt edilir: onunla dolu bir kibrit kutusu onlarca ton ağırlığında olacaktır. Bu tür yıldızlara "" denir. Bundan sonra onlara ne olacağını henüz bilmiyoruz.

Uzaya fırlatılan madde yoğunlaşarak yeni yıldızlar oluşturabilir; yeni ve uzun bir gelişim yoluna başlayacaklar. Bilim adamları şimdiye kadar elementlerin kökenine ilişkin resmin, yıldızların çalışmalarının - atomların büyük fabrikalarının - resminin yalnızca genel kaba çizgilerini çizdiler. Belki de bu karşılaştırma genel olarak konunun özünü aktarıyor: Sanatçı tuval üzerine gelecekteki sanat eserinin yalnızca ilk ana hatlarını çiziyor. Ana fikir zaten açık, ancak önemli ayrıntılar da dahil olmak üzere pek çok detayın hala tahmin edilmesi gerekiyor.

Elementlerin kökeni sorununun nihai çözümü, çeşitli uzmanlık alanlarındaki bilim adamlarının çok büyük çalışmalarını gerektirecektir. Şu anda bize şüphe götürmez görünen pek çok şeyin aslında kabaca yaklaşık, hatta tamamen yanlış olduğu ortaya çıkacak gibi görünüyor. Bilim insanları muhtemelen bizim hâlâ bilmediğimiz kalıplarla yüzleşmek zorunda kalacak. Aslında Evrende meydana gelen en karmaşık süreçleri anlamak için, onunla ilgili fikirlerimizin geliştirilmesinde şüphesiz yeni bir niteliksel sıçramaya ihtiyaç duyulacaktır.