Тайна взрыва сверхновых раскрыта

Тайна взрыва сверхновых раскрыта

Астрофизик Чарльз Вонг, похоже, близок к окончательной разгадке тайны взрыва сверхновых. До сих пор не было понятно, какой именно процесс, происходящий на уровне элементарных частиц, вызывает это красочное и опасное явление природы. Ученый убежден, что весь "большой бадабум" происходит из-за появления скалярной частицы, похожей на бозон Хиггса.

Следует заметить, что процессы, которые называют взрывом сверхновой звезды, во Вселенной происходят не то, чтобы очень редко. По данным астрофизиков, в среднем во всех галактиках взрывается одна сверхновая в год. Считается, что эти взрывы можно разделить на две категории: сверхновые I и, соответственно, II типов.

Взрыв сверхновых I типа происходит у звезд, принадлежащих к классу белых карликов, которые, мягко говоря, совершенно не соблюдали диету. Обычно они встречаются в двойных системах, и начинают "толстеть" из-за того, что активно заглатывают массу своего партнера. В результате в какой-то момент их масса подходит близко к пределу Чандрасекара (1,4 солнечных массы), после чего начинается стремительное увеличение плотности и температуры звезды.

При достижении же температурой значения 3·108 K начинается термоядерная реакция углеродно-кислородной смеси, находящейся в ядре светила. В результате от центра к внешним слоям идет распространение фронта горения, оставляя за собой продукты этого процесса, то есть ядра атомов металлов группы железа. Это еще более усиливает термоядерный процесс (так как температура продолжает повышаться), и в конце концов звезда накапливает достаточно энергии для сброса своей оболочки. Что и происходит на завершающей стадии под укоризненные взгляды соседних звезд и восторженные крики астрофизиков с третьей планеты возле одного далекого желтого карлика.

А вот взрывы другого типа куда более интересные - их вызывает переизбыток ядер тяжелых элементов в ядре светила. Это приводит к повышению температуры и усилению сжатия центра звезды. В конце концов в какой-то момент из-за давления в нем запускаются реакции нейтронизации, то есть вполне обычные и нормальные с виду протоны начинают гоняться за электронами (которые ни в чем не виноваты), пожирать их и превращаться в нейтроны (видимо, для того, чтобы скрыть следы преступления).

Подобное ненормальное поведение частиц вызывает быструю потерю энергии - ее сразу же уносят появившиеся при этом безобразии нейтрино. Ну, а раз энергии мало, то ядро звезды начинает охлаждаться, не переставая при этом сжиматься. Два этих процесса, идущих параллельно, вызывают появление зоны разреженного вещества между центром звезды и ее оболочкой. В итоге последняя устремляется к ядру (просто падает на него, так как ее уже ничто не удерживает).

Однако ядро звезды, возмущенное подобным обращением со своей драгоценной персоной, отбрасывает вконец обнаглевшую оболочку. Этот процесс приводит к возникновению распространяющейся наружу ударной волны, инициирующей термоядерные реакции. При этом выделяется энергия, достаточная для сброса оболочки сверхновой с большой скоростью. Что, собственно говоря, и происходит - вконец испуганная столь невежливым обращением оболочка сбрасывается, сминая и прижигая все находящиеся рядом планеты, а довольное ядро быстренько меняет "имидж", становясь нейтронной звездой или черной дырой.

Подобный взрыв сверхновой является самым распространенным явлением подобного рода во Вселенной (кстати, наше Солнце когда-нибудь окончит свои дни именно подобным образом). Не удивительно, что астрофизики уже Большого Гончего Пса съели на моделировании этого процесса с целью выяснения его точных механизмов. Тем не менее, кое-что в таких моделях остается неясным. Например, какое событие служит точечным механизмом запуска взрыва - то есть ученые не знают, что именно выступает в роли той самой соломинки, которой по известным причинам боятся все верблюды мира.

Ранее считалось, что в ядрах массивных звезд термоядерные реакции после выгорания всего водорода переходят на гелий-гелиевый цикл, а потом - и на те, в результате которых рождаются ядра более тяжелых элементов, вплоть до слияния ядер железа и никеля. Именно из этого процесса ядро светила получало достаточно энергии для того, чтобы хорошенько пнуть совсем уж придавившую его оболочку. Однако затем выяснилось, что ни одно моделирование, на каких бы суперкомпьютерах его ни проводили, не может снабдить центр звезды необходимым количеством энергии. Все расчеты показывали, что скачок давления, вызывающий взрыв звезд, должен затухать на удалении буквально в 300 километров от своего центра, и причем задолго до того, как звезда будет разрушена, - то есть никакого взрыва, собственно говоря, не будет.

В то же время, согласно тому, что постоянно наблюдают астрономы, взрыв сверхновой - это моментальное явление. Однако, хоть глаза ученых с этим и согласны, но вот расчеты выражают решительный протест - для того, чтобы такое было возможно, необходим необычайно мощный выброс энергии. Но откуда тогда она возьмется в таких количествах, ведь термоядерные реакции не в силах предоставить светило столько?

Впрочем, те же расчеты все-таки дали одну подсказку. Если хотя бы один процент от энергии нейтрино, выделяющихся в центре сверхновой, может быть поглощен электронами из вещества звезды, то взрыв произойдет. Однако ни одна модель не могла объяснить, каким образом данная энергия будет перенесена от нейтрино к электрону. Этот способ не известен ни из теории, ни из экспериментов. Таким образом загадка все-таки осталась неразгаданной, хотя астрофизики и подобрались к отгадке совсем близко.

И вот недавно ученый из Абердинского университета (Шотландия) Чарльз Вонг выдвинул гипотезу о том, что этот перенос может осуществляться неизвестной пока частицей, имеющей определенное сходство с бозоном Хиггса. Астрофизик поступил весьма просто: он смоделировал на компьютере поведение частиц в момент отталкивания оболочки. И эти расчеты показали, что вполне возможно возникновение некоего скалярного гравитационного поля (то есть такого поля, которое вызывается бозоном), причем оно появляется именно в тот момент, когда осуществляется передача энергии от нейтрино к электрону.

После этого автор попробовал представить частицу, ответственную за возникновение данного поля, и обнаружил, что ее характеристики очень напоминают таковые бозона Хиггса. Что же, ее возникновение в кипящих недрах звездного ядра вполне возможно, ведь такие бозоны рождаются при столкновениях частиц с высокими энергиями, подобные процессы при взрыве сверхновых, конечно же, происходят. Хотя сказать точно, что это за частица такая, г-н Вонг пока затрудняется. Ее характеристики, без сомнения, схожи с параметрами бозона Хиггса, но и отличия тоже имеются.

Так что пока автор очень осторожен и вовсе не спешит делать сенсационные заявления. "Моя теория заключается в том, что скалярная частица - по типу одна из наиболее элементарных во Вселенной, сходная с бозоном Хиггса, - задействована в процессах, происходящих внутри таких звезд (то есть сверхновых II типа. - Ред.), и ответственна за ту самую дополнительную энергию, вызывающую взрыв сверхновой", - говорит профессор Вонг. Ну, а хиггсовский это бозон или еще чей-нибудь, должны показать дальнейшие наблюдения, эксперименты и моделирование.

Следует заметить, что попытка понять, что именно вызывает взрывы сверхновых, вовсе не является чисто теоретической проблемой, волнующей лишь астрофизиков. Дело в том, что многие исследования, в том числе и экспериментальные, показали прямое влияние этих вроде бы совсем далеких событий на изменения земного климата. Так, космические лучи, порождаемые взрывами относительно близких к нам сверхновых, провоцируют образование в земной атмосфере облаков и способствуют меньшему нагреву поверхности нашей планеты. То есть подобный взрыв может хорошенько заморозить население нашей планеты.

Поэтому профессор Вонг совершенно прав, говоря о том, что "мы не в состоянии контролировать взрывы звезд, но если мы поймем сам процесс, то потенциально сможем лучше прогнозировать, когда и где произойдет взрыв, и в итоге делать предсказания о том, как земной климат изменится в грядущие десятилетия". Но для того, чтобы научиться делать подобные прогнозы, нужно просто понять, что за маленькая частица запускает данный процесс, от которого зависят судьбы многих гигантов...

Источник: golosscience.com

Комментарии пользователей:
Написал: Евгений из Твери,
2013-12-31 в 8:29
0
ЗВЕЗДЫ НЕ ВЗРЫВАЮТСЯ. ВЗРЫВАЮТСЯ НЕ АКТИВИРОВАННЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ,УПЛОТНЯЮЩИЕ КОНДЕНСАТ МЫСЛЕННОЙ ЭНЕРГИИ (МАТЕРИЮ) ДО ПЛОТНОСТИ ПРОТОННОГО УРОВНЯ
ответить ›

Написал: ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ,
2013-12-31 в 8:34
0
НАШИ УЧЕНЫЕ "КОПАЮТСЯ" В КОНДЕНСАТЕ МЫСЛЕННОЙ ЭНЕРГИИ И ПОЭТОМУ ДАЛЕКИ ОТ ИСТИННЫХ ЗНАНИЙ О ВСЕЛЕННОЙ. МАТЕРИЯ-ЭТО КОНДЕНСАТ МЫСЛЕННОЙ ЭНЕРГИИ,МЫСЛЕННАЯ ЭНЕРГИЯ ЭТО ТО ,ЧТО ВЫСВОБОЖДАЕТ ИЗ ЕЕ КОНДЕНСАТА ВЫСОКОВАКУУМНОЕ НЕЙРОМЕДИАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО(МОЗГ ЧЕЛОВЕКА)
ответить ›

Написал: ЕВГЕНИЙ ИЗ ТВЕРИ,
2013-12-31 в 8:38
0
НА БАК ПРАКТИЧЕСКИ НИЧЕГО НЕ ОБНАРУЖЕНО! ХИГГС ПРЕДСКАЗАЛ БОЗОНЫ ЕЩЕ В 60-е годы прошлого века.
Только бозоны в паре создают инерциоиды,которые обладают свойствами конденсата мысленной энергии(материи). Вот что надо было определить на БАК.
ответить ›

Написал: Евгений из Твери,
2014-02-01 в 17:21
0
Пространство Мироздания наполнено на 50% "пустым" вакуумом,50% насыщенным вакуумной (мысленной) энергией.Пространства наполненные вакуумной энергией составляют энергетическую клетку(ЭК)
Наша Вселенная одна из бесчисленного множества ЭК.
ЭК цикличны. Цикл нашей ЭК 60 млд.лет.
За счет черных дыр ЭК совершает вращательное движение в пространстве Мироздания.
ответить ›

Написал: Евгений,
2014-02-04 в 16:35
0
Масса Человеческого мозга планеты растет,а к чему это ?
Никто не задумывается над этим. Желудок Человечества хочет есть .Думай ....
ответить ›


А Вы что думаете?

Вы можете оставлять комментарии анонимно, или войти на сайт через open ID и использовать любой из ваших существующих аккаунтов (Mail.ru, Вконтакте и т.д.).
Ваше имя:
Контрольное число:
Отправка..
Комментарий:
Похожие новости:
Ученые изучили столкновения белых карликов
Астрономы пересмотрели сценарий появления сверхновых первого типа. Считается, что самый распространенный сценарий появления сверхновых первого типа следующий: белый карлик в двойной системе, набрав достаточно материи, взрывается из-за термоядерного синтеза в оболочке. В рамках новой ..
2012-11-9 1837 0 Космос
0
Разгаданы загадки происхождения самых ярких сверхновых
Самые мощные звёздные взрывы во Вселенной до сих пор окутаны завесой тайны, но некоторые из них уже начинают открывать секреты своего происхождения, говорят учёные.Новое исследование также проливает свет на гамма-всплески, самые мощные взрывы во Вселенной, яркость которых может быть в миллионы ..
2012-08-26 1679 1 Космос
0
Сверхновые взрываются по-разному
Группа китайских и американских учёных под руководством Сяо Фэн Вана (Xiaofeng Wang) из Университета Цинхуа (КНР) предложила новый вариант решения проблемы различной мощности взрывов сверхновых. Взрывы значительной части сверхновых принято относить к превышению белым карликом определённой ..
2013-03-12 1161 0 Космос
0
Обнаружена самая яркая сверхновая звезда
В южном созвездии Индеец астрономы увидели вспышку сверхновой звезды. Эту вспышку, отнесенную к классу гиперновых (особенно мощных сверхновых) назвали ASASSN-15lh. Об открытии сообщается в журнале Nature, а коротко о нем рассказал New Scientist. Звезду первым обнаружила система ASAS-SN (All-Sky Automated ..
2015-07-13 1644 0 Космос
0
Астрофизики уменьшили темпы расширения Вселенной
Астрофизики из США пришли к выводу, что Вселенная может расширяться не так быстро, как считалось ранее, а темной энергии в ней меньше. Результаты своих исследований авторы опубликовали в The Astrophysical Journal, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Аризонского университета. К таким выводам ученые пришли, ..
2015-04-13 1369 0 Космос
2
Астрономы обнаружили рекордно старую сверхновую
Австралийские астрономы обнаружили свидетельства взрыва рекордно древней сверхновой, который произошел в ранней вселенной 12,1 миллиард лет назад. Работа ученых опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание приводит ScienceNow. Открытие удалось совершить благодаря длительным наблюдениям телескопа ..
2012-11-1 1275 0 Космос
0
Российские ученые наблюдали взрыв сверхновой
Международный коллектив ученых, в том числе и российских, исследовал излучение от взрыва сверхновой. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature. Евгений Чуразов вместе с коллегами проанализировал данные со спутника INTEGRAL Европейского космического агентства, полученные между 50 и 100 днями после ..
2014-08-28 1299 0 Космос
0
Остаток сверхновой Тихо светится гамма-излучением
В начале ноября 1572 года земляне стали свидетелями появления новой звезды в созвездии Кассиопеи - сверхновой Тихо, самой яркой за более чем 400 лет. Несколько лет наблюдений за гамма-излучением этого объекта (SN 1572) с помощью американского космического телескопа «Ферми» позволили дать ..
2011-12-15 1819 0 Космос
0
Элемент теллур впервые обнаружен на звездах
Астрономы впервые обнаружили присутствие очень редкого химического элемента - теллура - в составе звезд, говорится в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента - водород, гелий и следовые количества лития. Однако ..
2012-02-23 2371 0 Космос
0
Ученые обнаружили сверхновую 1604 года
Рентгеновский телескоп НАСА Chandra изучил следы древней сверхновой, которую наблюдал Иоганн Кеплер. В 1604 году на ночном небе появилась новая звезда, которая в течение нескольких недель светила намного ярче, чем Юпитер. Это событие было засвидетельствовано ..
2012-09-17 1464 0 Космос
0
Астрономы обнаружили завод по производству сверхновых звезд
Группа астрономов из Космических Обсерваторий Онсала а Чалмерсе обнаружила семь прежде неизвестных сверх новых звезд в галактике возрастом 250 миллионов световых лет. Никогда прежде так много сверх новых звезд не было обнаружено в то же самое время и в одной и той же галактике. ..
2011-10-10 1552 0 Космос
0
Неудавшиеся сверхновые становятся белыми карликами
Большинство сверхновых типа Ia взрываются с равной интенсивностью, что позволяет использовать их в роли своего рода небесных реперов. Однако небольшая часть — буквально пара десятков из всех зарегистрированных — демонстрирует аномально низкую светимость. «Если яркость обычной сверхновой ..
2012-11-20 1043 0 Космос
0
NASA строит систему межгалактической навигации
На сегодняшний день космические летательные аппараты полагаются на радиосигналы, посылаемые с Земли. Чем дальше корабль отдаляется от планеты, тем сильнее падает точность метода. Поэтому в NASA для локации хотят использовать сигналы от нейтронных звезд – звезд с огромной плотностью, которые ..
2013-06-10 1319 0 Космос
0
Астрономы объяснили загадку старейшей сверхновой
Астрофизики прояснили причины слишком большого размера космического "пузыря", оставшегося от взрыва сверхновой RCW 86. Она считается самой первой из зарегистрированных сверхновых. Статья ученых появилась в The Astrophysical Journal, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте NASA. Препринт статьи доступен ..
2011-10-25 1785 0 Космос
0
Ученые сообщили о сверхбыстром расширении Вселенной
Астрофизики из США во главе с лауреатом Нобелевской премии по физике Адамом Риссом обнаружили, что Вселенная расширяется гораздо быстрее, чем показывали результаты предыдущих исследований. Работа авторов опубликована в The Astrophysical Journal, кратко о ней сообщает НАСА.Вычисленное значение постоянной Хаббла, которая описывает ..
2016-06-05 1330 0 Космос
0