סופרנובות הן כמה מהאירועים האנרגטיים והחזקים ביותר ביקום הנצפה. ולמרות שאנו יודעים שסופרנובות אחראיות על יצירת האלמנטים הכבדים הנחוצים לכל דבר, החל מכוכבי לכת לאנשים וכלים בכלי כוח, מדענים נאבקו זה מכבר כדי לקבוע את המכניקה העומדת מאחורי הקריסה הפתאומית והפיצוץ שלאחר מכן של כוכבים מסיביים.
כעת, הודות למשימת NuSTAR של נאס"א, יש לנו את הרמזים המוצקים הראשונים שלנו למה שקורה לפני שכוכב הולך "בום".
בתמונה למעלה נראה שריד הסופרנובה קסיופיאה A (או קאס א 'בקיצור) עם נתוני NuSTAR בכחול ותצפיות ממצפה הרנטגן של צ'נדרה בצבע אדום, ירוק וצהוב. זהו גל ההלם שנשאר מפיצוץ כוכב גדול פי 15 עד 25 מכפי שמש שלנו לפני 330 שנה *, והוא זוהר באורכי גל שונים של אור, תלוי בטמפרטורות וסוגי היסודות הקיימים.
תצפיות קודמות עם צ'נדרה חשפו פליטת רנטגן מהרחבת פגזים וחוטים של גז עשיר בברזל חם ב- Cas A, אך הם לא יכלו להציץ לעומק מספיק כדי לקבל מושג טוב יותר מה יש בתוך המבנה. רק לאחר שמערך הטלסקופ הגרעיני הספקטרוסקופי של נאס"א - זה הנוסטאר לאנשים הידועים - הפנה את חזון הרנטגן שלו ל- Cas A ניתן היה למצוא את קטעי הפאזל החסרים.
והם עשויים טיטניום רדיואקטיבי.
דגמים רבים נעשו (תוך שימוש במיליוני שעות של זמן מחשבים-על) כדי לנסות להסביר את סופרנובות קריסת הליבה. אחד המובילים שבהם הכוכב נקרע לגזרים על ידי מטוסים עוצמתיים היורים מקטביו - משהו שקשור להתפרצויות אפילו יותר חזקות (אך ממוקדות) של קרני gamma-ray. אבל לא נראה היה שמטוסים היו הגורם לקאס A, שאינם מציגים שרידי יסודות במבני הסילון שלו ... וחוץ מזה, הדגמים הנשענים על מטוסים בלבד לא הביאו תמיד לסופרנובה מפוצצת במלואה.
מסתבר, נוכחותם של גושים א-סימטריים של טיטניום רדיואקטיבי עמוק בתוך קליפותיו של קאס A, שנחשפו בצילומי רנטגן אנרגטיים ע"י NuSTAR, מצביעים על תהליך שונה באופן מפתיע: "שבריר" של חומר בתוך האביב כוכב בועט מתחלף גלי הלם, ובסופו של דבר קורע אותו לגזרים.
צפו בהדמיה כיצד מתרחש תהליך זה:
הרסיסים, המתרחשים לאורך פרק זמן של כמה מאות אלפיות השנייה בלבד - ממש כהרף עין - נמשלים למים רותחים על הכיריים. כאשר הבועות פורצות את פני השטח, הקיטור מתפרץ.
רק במקרה זה ההתפרצות מובילה לפיצוץ עוצמתי בטירוף של כוכב שלם, ופוצצת גל הלם של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה למדיום הבין-כוכבי ומפזרת טבלה תקופתית של יסודות כבדים בגלקסיה.
במקרה של Cas A, הטיטניום -44 נפלט, בגושים שמדהדים את צורת האסימטריה המקורית. NuSTAR הצליחה לתאר ולמפות את הטיטניום, הזוהר בצילום רנטגן בגלל הרדיואקטיביות שלו (ולא בגלל שהוא מחומם על ידי הרחבת גלי הלם, כמו אלמנטים קלים יותר הנראים לצ'נדרה).
"עד שהיה לנו NuSTAR לא יכולנו באמת לראות את ליבת הפיצוץ," אמר אסטרונום קלטיין בריאן גרינשטט במהלך שיחת ועידה של נאס"א ב -19 בפברואר.
"בעבר היה קשה לפרש את המתרחש בקאס א 'מכיוון שהחומר שיכולנו לראות רק זוהר בצילומי רנטגן כשהוא מתחמם. עכשיו כשאנחנו יכולים לראות את החומר הרדיואקטיבי, הזוהר בצילומי רנטגן ולא משנה מה, אנו מקבלים תמונה שלמה יותר של המתרחש בליבת הפיצוץ. "
- בריאן גרינשטט, מחבר ראשי, קלטק
אוקיי, כל כך נהדר, אתה אומר. נוסטאר של נאס"א מצא את זוהר הטיטניום בשאריות של כוכב מפוצץ. צ'נדרה ראתה קצת ברזל, ואנחנו יודעים שזה נפל ו'רתיח 'שבריר שנייה לפני שהוא התפוצץ. אז מה?
"עכשיו כדאי לכם לדאוג לזה", אמר האסטרונום רוברט קירשנר מהמרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן. "סופרנובות מייצרות את היסודות הכימיים, כך שאם קנית מכונית אמריקאית היא לא נוצרה בדטרויט לפני שנתיים; אטומי הברזל באותה פלדה יוצרו בפיצוץ סופרנובה עתיק שהתרחש לפני חמישה מיליארד שנים. והנוסטאר מראה שגם הטיטניום שנמצא במותן החלופי של דודך ג'ק נוצר בפיצוץ ההוא.
"כולנו אמיצים, ונוסטאר מראה לנו מאיפה באנו. כולל חלקי חילוף שלנו. אז כדאי לכם לדאוג לזה ... וכך גם הדוד שלכם ג'ק. "
וזה לא רק supernovas קריסת ליבה ש- NuSTAR תוכל לחקור. גם סוגים אחרים של סופרנובות ייבחנו - במקרה של SN2014J, סוג Ia שנמצא ב- M82 בינואר, אפילו מיד לאחר התרחשותם.
"אנו יודעים שמדובר בסוג של כוכב ננס לבן שמתפוצץ", הגיבה החוקרת הראשית של נוסטאר פיונה הריסון למגזין החלל במהלך המפגש. "אלה חדשות מאוד מרגשות ... נוסטאר בוחנת את [SN2014J] כבר שבועות, ואנחנו מקווים שנוכל לומר גם משהו על הפיצוץ הזה."
אחד ההישגים החשובים ביותר של ממצאי NuSTAR האחרונים הוא שיש מערכת חדשה של אילוצים שנצפו על דגמים עתידיים של סופרנובות קריסת ליבה ... שתעזור לספק תשובות - וכנראה שאלות חדשות - על איך כוכבים מתפוצצים, אפילו מאות או אלפים. שנים אחרי שהם עושים זאת.
"NuSTAR הוא מדע חלוצי, וצריך לצפות שכשאתה מקבל תוצאות חדשות הוא יפתח כמה שיותר שאלות שתענה", אמר קירשנר.
הושק ביוני 2012, NuSTAR הוא הטלסקופ הראשון שקשה להתמקד בצילום הרנטגן המקיף את כדור הארץ והטלסקופ הראשון שמסוגל לייצר מפות של אלמנטים רדיואקטיביים בשרידי סופרנובה.
קרא עוד במהדורת החדשות של JPL כאן והקשיב למסיבת העיתונאים המלאה כאן.
* כאשר קאס א 'שוכן 11,000 שנות אור מכדור הארץ, התאריך האמיתי של הסופרנובה היה לפני 11,330 שנה. תן או קח כמה.
