Katika karatasi zilizochapishwa hivi majuzi, watafiti wamekadiria kiwango cha kuanguka kwa msingi wa supernova katika Milky Way kuwa matukio 1.63 ± 0.46 kwa karne. Kwa hivyo, kwa kuzingatia tukio la mwisho la supernova, SN 1987A ilizingatiwa miaka 35 iliyopita mnamo 1987, tukio linalofuata la supernova katika Milky Way linaweza kutarajiwa wakati wowote katika siku za usoni.
Kozi ya maisha a nyota & supernova
Kwa kiwango cha wakati cha mabilioni ya miaka, stars wanapitia kozi ya maisha, wanazaliwa, wanazeeka na hatimaye kufa na mlipuko na mtawanyiko wa nyenzo za nyota kwenye nyota. nafasi kama vumbi au wingu.
Maisha ya a nyota huanza kwenye nebula (wingu la vumbi, hidrojeni, heliamu na gesi zingine zenye ioni) wakati kuanguka kwa mvuto kwa wingu kubwa kunapotokea protostar. Hii inaendelea kukua zaidi kwa kuongezeka kwa gesi na vumbi hadi kufikia wingi wake wa mwisho. Misa ya mwisho ya nyota huamua maisha yake pamoja na kile kinachotokea kwa nyota wakati wa maisha yake.
Vyote stars hupata nishati yao kutokana na muunganisho wa nyuklia. Kuungua kwa mafuta ya nyuklia katika msingi huunda shinikizo kali la nje kutokana na joto la juu la msingi. Hii inasawazisha nguvu ya uvutano ya ndani. Usawa unafadhaika wakati mafuta katika msingi yanaisha. Joto hupungua, shinikizo la nje hupungua. Kama matokeo, nguvu ya uvutano ya kubana kwa ndani inakuwa kubwa na kulazimisha msingi kukandamiza na kuanguka. Ni nyota gani hatimaye huisha kwani baada ya kuanguka inategemea wingi wa nyota. Kwa upande wa nyota kubwa zaidi, kiini kinapoporomoka kwa muda mfupi, hutokeza mawimbi makubwa ya mshtuko. Mlipuko huo wenye nguvu na mwanga unaitwa supernova.
Tukio hili la muda mfupi la unajimu hutokea wakati wa hatua ya mwisho ya mabadiliko ya nyota na kuacha nyuma mabaki ya supernova. Kulingana na wingi wa nyota, mabaki yanaweza kuwa nyota ya nyutroni au a nyeusi shimo.
SN 1987A, supernova ya mwisho
Tukio la mwisho la supernova lilikuwa SN 1987A ambalo lilionekana katika anga ya kusini miaka 35 iliyopita mnamo Februari 1987. Lilikuwa tukio la kwanza la supernova kuonekana kwa macho tangu Kepler's mnamo 1604. Iko karibu na Wingu Kubwa la Magellanic (setilaiti. galaxy ya Milky Way), ilikuwa mojawapo ya nyota zinazong’aa zaidi zilizoonekana katika zaidi ya miaka 400 ambayo iliwaka kwa nguvu ya jua milioni 100 kwa miezi kadhaa na kutoa fursa ya pekee ya kuchunguza awamu kabla, wakati, na baada ya kifo cha nyota.
Utafiti wa supernova ni muhimu
Utafiti wa supernova husaidia kwa njia kadhaa kama vile kupima umbali ndani nafasi, uelewa wa kupanua ulimwengu na asili ya nyota kama viwanda vya vipengele vyote vinavyotengeneza kila kitu (ikiwa ni pamoja na sisi) kupatikana katika ulimwengu. Vipengele vizito vilivyoundwa kama matokeo ya muunganisho wa nyuklia (wa vitu vyepesi) kwenye msingi wa nyota na vile vile vitu vipya vilivyoundwa wakati wa kuanguka kwa msingi husambazwa kote. nafasi wakati wa mlipuko wa supernova. Supernovas huchukua jukumu muhimu katika kusambaza vitu kote nchini ulimwengu.
Kwa bahati mbaya, hakujawa na fursa nyingi hapo zamani za kutazama na kusoma kwa karibu mlipuko wa supernova. Uchunguzi wa karibu na uchunguzi wa mlipuko wa supernova ndani ya nyumba yetu galaxy Milky Way itakuwa ya ajabu kwa sababu utafiti chini ya hali hizo haungeweza kamwe kufanywa katika maabara duniani. Kwa hivyo ni muhimu kugundua supernova mara tu inapoanza. Lakini, mtu atajuaje wakati mlipuko wa supernova unakaribia kuanza? Kuna mfumo wowote wa onyo wa mapema wa kuzuia mlipuko wa supernova?
Neutrino, kinara wa mlipuko wa supernova
Karibu na mwisho wa kipindi cha maisha, nyota inapoishiwa na vipengele vyepesi kama mafuta ya muunganisho wa nyuklia unaoiwezesha, msukumo wa ndani wa mvuto hutawala na tabaka za nje za nyota huanza kuanguka ndani. Kiini huanza kuporomoka na katika milisekunde chache kiini hubanwa sana hivi kwamba elektroni na protoni huchanganyika na kuunda nyutroni na neutrino hutolewa kwa kila neutroni iliyoundwa.
Kwa hivyo neutroni zinazoundwa huunda nyota ya proto-neutroni ndani ya kiini cha nyota ambayo juu yake sehemu nyingine ya nyota huanguka chini ya uwanja mkali wa mvuto na kurudi nyuma. Wimbi la mshtuko linalotokezwa huigawanya nyota na kuacha sehemu pekee ya msingi (nyota ya neutroni au nyeusi shimo kulingana na wingi wa nyota) nyuma na mapumziko ya wingi wa nyota hutawanyika katika nyota nafasi.
mlipuko mkubwa wa neutrinos zinazozalishwa kama matokeo ya kuporomoka kwa msingi wa mvuto kwenda nje nafasi isiyozuiliwa kwa sababu ya hali yake ya kutoingiliana na maada. Takriban 99% ya nishati inayofungamana na mvuto hutoroka kama neutrino (mbele ya fotoni ambazo zimenaswa uwanjani) na hufanya kama mwanga wa kuzuia mlipuko wa supernova. Neutrino hizi zinaweza kunaswa duniani na uchunguzi wa neutrino ambao nao hufanya kama onyo la mapema la uwezekano wa uchunguzi wa macho wa mlipuko wa supernova hivi karibuni.
Neutrino zinazokimbia pia hutoa kidirisha cha kipekee cha matukio makubwa ndani ya nyota inayolipuka ambayo inaweza kuwa na athari katika uelewa wa nguvu za kimsingi na chembe za msingi.
Mfumo wa Onyo wa Mapema wa Supernova (SNEW)
Wakati wa supernova ya mwisho ya kuanguka kwa msingi (SN1987A), jambo hilo lilizingatiwa kwa jicho uchi. Neutrinos ziligunduliwa na vigunduzi viwili vya Cherenkov vya maji, Kamiokande-II na jaribio la Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) ambalo lilikuwa limeona matukio 19 ya mwingiliano wa neutrino. Hata hivyo, ugunduzi wa neutrino unaweza kuwa kama mwangaza au kengele kwa kuzuia uchunguzi wa macho wa supernova. Kwa hiyo, wachunguzi mbalimbali na wanaastronomia hawakuweza kuchukua hatua kwa wakati ili kujifunza na kukusanya data.
Tangu 1987, unajimu wa neutrino umeendelea sana. Sasa, mfumo wa tahadhari wa supernova SNWatch umewekwa ambao umeratibiwa kutoa kengele kwa wataalamu na mashirika husika kuhusu uwezekano wa kuonekana kwa supernova. Na, kuna mtandao wa uchunguzi wa neutrino duniani kote, unaoitwa Supernova Early Warning System (SNEWS) ambao unachanganya mawimbi ili kuboresha imani katika ugunduzi. Shughuli yoyote ya kawaida huarifiwa kwa seva kuu ya SNEWS na vigunduzi mahususi. Zaidi ya hayo, SNEWS ilikuwa imeboreshwa hadi SNEWS 2.0 hivi majuzi ambayo hutoa arifa za kutojiamini pia.
Supernova ya karibu katika Milkyway
Uchunguzi wa Neutrino ulioenea ulimwenguni kote unalenga kugundua kwanza neutrinos kutokana na kuanguka kwa msingi wa mvuto wa nyota nyumbani kwetu. galaxy. Kwa hivyo, mafanikio yao yanategemea sana kasi ya kuanguka kwa msingi wa supernova katika Milky Way.
Katika karatasi zilizochapishwa hivi karibuni, watafiti wamekadiria kiwango cha kuanguka kwa msingi wa supernova katika Milky Way kuwa matukio 1.63 ± 0.46 kwa miaka 100; takribani supernovae moja hadi mbili kwa karne. Zaidi ya hayo, makadirio yanaonyesha kwamba muda kati ya kuanguka kwa supernova katika Milky Way unaweza kuwa kati ya miaka 47 hadi 85.
Kwa hivyo, kwa kuzingatia tukio la mwisho la supernova, SN 1987A ilionekana miaka 35 iliyopita, tukio linalofuata la supernova katika Milky Way linaweza kutarajiwa wakati wowote katika siku za usoni. Viangalizi vya neutrino vikiwa vimeunganishwa ili kugundua milipuko ya mapema na Mfumo wa Tahadhari wa Mapema wa Supernova (SNEW) ulioboreshwa, wanasayansi watakuwa katika nafasi ya kuangalia kwa karibu matukio makubwa yanayofuata yanayohusiana na mlipuko wa nyota inayokaribia kufa. Hili lingekuwa tukio muhimu na fursa ya kipekee ya kusoma awamu kabla, wakati, na baada ya kifo cha nyota kwa ufahamu bora wa ulimwengu. ulimwengu.
***
Vyanzo:
- Fataki Galaxy, NGC 6946: Je! Galaxy hivyo Maalum? Ulaya ya kisayansi. Ilichapishwa 11 Januari 2021. Inapatikana kwa http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Utambuzi wa Supernova Neutrino. Chapisha mapema axRiv. Inapatikana kwa https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: mfumo wa tahadhari ya mapema wa supernova wa kizazi kijacho kwa unajimu wa wajumbe wengi. Jarida Jipya la Fizikia, Juzuu 23, Machi 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., na Cappellaroc E., 2021. Juu ya kiwango cha kuanguka kwa supernovae katika njia ya milky. Kitabu Kipya cha Astronomia 83, Februari 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Preprint axRiv inapatikana kwa https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Historia ya Ushahidi: usambazaji wa anga, kugundulika, na viwango vya nyota za macho ya uchi za Milky Way. Notisi za Kila Mwezi za Jumuiya ya Kifalme ya Astronomical, Juzuu 507, Toleo la 1, Oktoba 2021, Kurasa 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Preprint axRiv Inapatikana kwa https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
