Η έκρηξη ενός άστρου που πεθαίνει

Η έκρηξη ενός άστρου που πεθαίνει

9 Μαΐου 2015

Τα σουπερνόβα αποκτούν «πατατοειδές» σχήμα όταν εκρήγνυνται

Το τιτάνιο-44 (44Ti ) είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο που παράγεται κατά τη διάρκεια της έκρηξης των υπερκαινοφανών αστέρων (σουπερνόβα). Έχει χρόνο ημιζωής περίπου 60 χρόνια και κατά τη διάσπασή του εκπέμπονται εκτός από ποζιτρόνια, ακτίνες γ και Χ. Παρατηρώντας τις ακτίνες γ και Χ προκύπτουν συμπεράσματα για την εξέλιξη της πυρηνοσύνθεσης κατά τη διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα.

Ο πυρήνας 44Ti παρατηρήθηκε στο υπόλειμμα του σουπερνόβα Cassiopeia A (Cas A) από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ της NASA, NuSTAR.

Αυτή η εικόνα δείχνει γιατί το Πυρηνικό Φασματοσκοπικό τηλεσκόπιο της NASA, ή NuSTAR, μπορεί να δει ραδιενέργεια στα ερείπια αστέρων που εξερράγησαν αστέρια για πρώτη φορά.

Αυτή η εικόνα δείχνει γιατί το Πυρηνικό Φασματοσκοπικό τηλεσκόπιο της NASA, ή NuSTAR, μπορεί να δει ραδιενέργεια στα ερείπια αστέρων που εξερράγησαν αστέρια για πρώτη φορά. Όταν τα αστέρια ανατινάζονται και μετατρέπονται σε σουπερνόβα, συγχωνεύονται τα ελαφρύτερα στοιχεία με τα βαρύτερα, σπέρνοντας στο σύμπαν τα συστατικά που προορίζονται για την παραγωγή αστέρων, πλανητών, ακόμη και ανθρώπων. Μερικά από τα στοιχεία που παράγονται στην σουπερνόβα είναι ραδιενεργά, πράγμα που σημαίνει ότι είναι ασταθή και διασπώνται σε ελαφρότερα στοιχεία. Όταν συμβαίνει αυτό, οι ραδιενεργές ουσίες εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή σωματιδίων που ονομάζονται ποζιτρόνια – και από το φως, το οποίο αποτελείται από φωτόνια. Ένα από τα ραδιενεργά στοιχεία που δημιουργήθηκαν σε σουπερνόβα είναι το τιτάνιο-44 (44 δηλώνει το συνολικό αριθμό των πρωτονίων και νετρονίων σε ένα άτομο). Το Τιτάνιο-44 διασπάται σε ασβέστιο-44, και στη διαδικασία, εκλύει υψηλής ενέργειας φωτόνια ακτίνων Χ. Το NuSTAR είναι το πρώτο τηλεσκόπιο που μπορεί να δημιουργήσει λεπτομερείς εικόνες από αυτά τα υψηλής ενέργειας φωτόνια ακτίνων Χ. Ως αποτέλεσμα, το NuSTAR μπορεί να χαρτογραφήσει τη ραδιενέργεια στα υπολείμματα υπερκαινοφανών, για πρώτη φορά, αποκαλύπτοντας νέα στοιχεία για το πώς τα τεράστια αστέρια εκρήγνυνται.

Από την μελέτη των ακτίνων Χ που εκπέμπει το ραδιενεργό υλικό του υπολείμματος, προκύπτει η κατανομή αυτών των υλικών μετά την έκρηξη, η οποία με τη σειρά της μπορεί να συγκριθεί με την κατανομή από τις προσομοιώσεις σε υπολογιστή που βασίζονται στα θεωρητικά μοντέλα έκρηξης σουπερνόβα.
Μια παρόμοια μελέτη έγινε από τους Boggs et al, οι οποίοι μελετώντας τα απομεινάρια ενός άλλου σουπερνόβα, του SN1987A, δημιούργησαν μια προσομοίωση της έκρηξης. [44Ti gamma-ray emission lines from SN1987A reveal an asymmetric explosion].

Η προσομοίωση της έκρηξης του σουπερνόβα 1987A φαίνεται στο βίντεο που ακολουθεί:

Το εξαιρετικά ασύμμετρο σχήμα της έκρηξης, συμφωνεί με την αντίστοιχη προσομοίωση του σουπερνόβα Cas A. H έκρηξη καθοδηγείται από τα νετρίνα που εκπέμπονται από το κέντρο του άστρου, τα οποία παράγουν θερμότητα και αναταράξεις, προκαλώντας έτσι τις αποκλίσεις από το σφαιρικό σχήμα.

Πηγή: www.newscientist.com