14-02-2017 15:40

Աստղաֆիզիկոսներն առաջին անգամ ականատես են եղել աստղի քայքայմանը

Եվրոպայի և Հյուսիսային Ամերիկայի աստղաֆիզիկոսներին առաջին անգամ հաջողվել է հետևել նախքին կարմիր գերհսկայի էվոլյուցիային՝ II տիպի գերնոր աստղի փոխակերպվելուն, նրա պայթյունից ընդամենը երեք ժամ անց:
Ծիր Կաթինի հարևան NGC 7610 գալակտիկայում տեղի ունեցած պայթյունը, որը եղել էր մոտ երեք տարի առաջ, բազմաթիվ գիտնականների ուշադրություն է գրավել:
Այսօր գիտնականներն արդեն որոշ չափով հասկանում են ծանր աստղեի քայքայմանը նախորդող գործընթացները (ջերմամիջուկային վառելանյութի սպառում կամ գրավիտացիոն կոլապս) և դրանց հետագա ճակատագիրը: Լուսատուները, որոնք Արեգակից մի քանի անգամ ավելի ծանր են, և տասնյակ հազարավոր անգամներ ավելի պայծառ, վերածվում են կարմիր գերհսկաների, նման էվոլյուցիայի արդյունքում կորցնելով սեփական ծավալի մոտ 10 տոկոսը: Պայթյունի արդյունքում նման օբյեկտները աննախադեպ պայծառ են դառնում, և դրանց հետևելը հնարավոր է լինում նույնիսկ ամենահեռավոր գալակտիկաներում:
Մինչդեռ իրական ժամանակային ռեժիմում գերնորերի պայթյուններին հետևելու հնարավորությունը՝ այդ երևույթի հազվադեպ լինելու պատճառով, դա աստղագետների համար անհասանելի էր:


Օրինակ, եղած գնահատականները մատնանշում են, որ Ծիր Կաթին գալակտիկայում գտնվող գերնոր աստղը միջինում տարեկան մեկ անգամից էլ հազվադեպ է պայթում:
Նոր հետազոտության ընթացքում գիտնականներին հաջողվել է հետևել NGC 7610 գալակտիկայում գտնվող օբյեկտին, որի, վերջին տարիներին ստացված սպեկտրալ բնութագրերը խոսել են նրա խիստ անկայուն լինելու (ծավալի կտրուկ կորուստ), և որպես հետևանք, իբրև գերնոր աստղ նրա պայթյունի մեծ հավանականության մասին:
NGC 7610 կցորդով պարուրաձև գալակտիկան տեղակայված է Պեգասի գալակտիկայում՝ Երկիր մոլորակից 50,95 մեգապարսեկ հեռավորության վրա: Նրանում պայթած օբյեկտը՝ iPTF 13dqy-ն (այլ կերպ՝ SN 2013fs) II տիպի սովորական գերնոր է հանդիսանում (նրա սպեկտորում առկա են ջրածնի գծեր): Առաջին անգամ ռեալ ժամանակային ռեժիմում նրան հետևել են 2013թ. հոկտեմբերի 6-ին՝iPTF ավտոմատացված սիստեմի (Intermediate Palomar Transient Factory) օգնությամբ: Երկրորդ անգամ՝ 50 րոպե անց: Երրորդ անգամ SN 2013fs-ին հետևել են մեկ օր անց՝ WiFeS (WideField Spectrograph) ՝ ավստրալական ազգային համալսարանի գործիքի օգնությամբ: Դրանից հետո iPTF 13dqy-ի հանդեպ գիտնականների հետաքրքրությունը կտրուկ կերպով աճեց: SN 2013fs-ին սկսեցին հետևել էլեկտրամագնիտական ալիքների երկարության ողջ միջակայքում՝ ռենտգենյան, ուլտրամանուշկագույն, օպտիկական և ինֆրակարմիր: Մասնագետները ստացել են տվյալներ, որոնք հրաշալի կերպով տեղավորվում են գերնոր աստղի պայթյունի արդյունքում վերացած կարմիր գերհսկայի մասին պատկերացումներում:
Կարմիր գերհսկայի միջուկի քայքայումը նախաձեռնում է գերձայնային հարվածային ալիքի առաջացում: Երբ այն հասնում է ալիքի մակերեսին, կատարվում է այն, ինչը ընդունվածն է անվանել գերնոր աստղի առկայծում: Դրա հետ մեկտեղ լուսատույի վերածնումը ուղեկցվում է ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումով: Առկայծման տևողությունն ու ուժգնությունը կախված են նախահայր-աստղի վերին շերտի կազմվածքից և նրա՝ ծավալը կորցնելու արագությունից:
Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը նպաստում է գազային ամպերում գերնորին շրջապատող ատոմների ֆոտոիոնացմանը: Երբ գազը բավականաչափ խիտ է դառնում, արագ վերակազմավորում է տեղի ունենում(իոնացման հակառակ գործընթացը՝ իոնների կողմից էլեկտրոնների գրավում), և ի հայտ եկած ատոմները ծնում են ներթափանցող գծեր: Այդ գործընթացի ժամանակային սահմանները գիտնականներին թույլ են տվել որոշել այն սահմանները, որոնց հասել է տվյալ նյութը՝ գերնոր iPTF 13dqy-ի պայթյունից հետո: Դա մոտ 20 լուսային ժամ է:
Մինչդեռ, գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում կարմիր գերհսկայի մթնոլորտում մինչ նրա պայթյունը՝ գիտնականներին բացատրել չի հաջողվում: Այդ պարագայում որոշիչը աստղային զանգվածի կորուստի արագությունն է՝ փաստացի, լույսից նրա անջատման արագությունը: Եթե վերջինս կազմում է 50 կմ/ վրկ., ապա ինտենսիվ կերպով իր զանգվածը կորցնել աստղը սկսել է 10 տարի առաջ: Եթե այդ մեծությունը տասն անգամ փոքր է՝ վայրկյանում մոտ տասը կմ., ապա այդ գործընթացը շարունակվել է հարյուրավոր տարիներ: Բացի այդ, կարմիր գերհսկա Բետելգեյզեի օրինակով, որը հավանաբար պատրաստվում էր պայթյունի՝ գերնորի վերածվելու նպատակով,վերածնվող լուսատուի գազե պատյանը ընդհանրապես կարող է գտնվել ստացիոնար ռեժիմում:
Նպատակը, որին այժմ ձգտում են գիտնականները՝ հենց վերածնման պահին աստղին հետևելն է, այլ ո՛չ թե նրա գերնորի վերածվելուց հետո: Դրան մոտենալ օգնում է իրականացված հետազոտությունը, համենայնդեպս այն օգնում է ընտրել աստղի պայթյունի ամենահավանական սցենարները: Կարող է թվալ, որ գիտնականներն առաջին անգամը չէ, որ ականատես են լինում գերաստղի պայթյունին: Ինչ-որ տեղ դա այդպես է, բայց ոչ այդքան: Առաջին անգամ գերնորի պայթյունին մի քանի ժամ հետևել են 2008 թվականին: Այդ ժամանակ NGC 2770 գալակտիկայում արձանագրել էին մի քանի ժամ տևած ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվ առկայծում: Ամենայն հավանականությամբ, ինչպես iPTF 13dqy-ի պարագայում, դա նույնպես կապված էր նախահայր- աստղի առաջացրած հարվածային ալիքի հետ: Արդյունքում SNLS-04D2dc-ի իրադարձությանը հետևում էին օպտիկական միջակայքում: Մինչդեռ տվյալ իրադարձության համակարգված լուսապատկերային վերլուծություն չէր իրականացվել: Պատճառները թաքնված են բուն բացահայտման բնույթում: Այն պատահական էր, և գիտնականները դրան չէին պատրաստվել:
iPTF 13dqy-ի և SNLS-04D2dc –ի իրադարձությունները, այսինքն II տիպի գերնորերի պայթյունը տեղի է ունեցել առանձին լուսատուների հետ: Մյուս սցենարը՝ սպիտակ գաճաճի պայթյունն է: Այն տեղի է ունենում իբրև I տիպի գերնորի պայթյուն, իսկ դրա պատճառը լուսատուի երկրորդ արբանյակի առկայությունն է:
Վերջինիս մատերիան հայտնվում է սպիտակ գաճաճի վրա, ինչը հանգեցնում է նրա ծավալով Չանդրասեկարի սահմանի գերազանցմանը, այսինքն գրավիտացիոն կոլապսի:
Նման իրադարձություն տեղի է ունեցել 2009 թվականին, երբ հաջողվեց հետևել գերնորի պայթյունին և հաստատել V1213 Cen. կրկնակի սիստեմի գործընկերների միջև զանգվածափոխանակման թեորիան:
Սպիտակ գաճաճի պատյանից զրկվելը սկսվել էր նորին պայծառության անկումից վեց օր անց:
Գիտնականները ենթադրում են, որ հարյուրավոր տարիներ հետո կարճատև, լուսատուի երեք անգամ հզորացած պայծառությունը կկրկնվի:
Կրկնակի սիստեմի հատկություններն այս պահին կախված են ծավալափոխանակման արագությունից, այսինքն այն բանից, թե որքան արագ փոքրիկ գործընկերոջ մատերիան կհայտնվի սպիտակ գաճաճի վրա:
Առկա տվյալները խոսում են V1213 Cen կրկնակի համակարգի աստղերի միջև ծավալափոխանակման դանդաղ ընթացքի մասին: Օբյեկտներին հետևել են բավականին երկար՝ 2003 թվականից, OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) նախագծի շրջանակներում, ֆիքսել են V1213 Cen աստղի լուսավորության պարբերական փոփոխություններ, որոնք միայն վեց տարի անց ավարտվել են գերնորի պայթյունով:
« Ինչու, և ինչպես են հսկայածավալ աստղերը պայթում գերնորերի պես՝ դա աստղաֆիզիկայի անպատասխան հարցերից մեկն է »,- նշում են հրապարակման հեղինակները:
« Հսկայական աստղերը թեթև էլեմենտները վերածում են ավելի ծանրների:Իրենց գոյության վերջին տարիներին ( կարճատև ժամանակահատված, որը որոշ լուսատուների համար տևում է մեկից տասը միլիոն տարի) այդ աստղերը այրում են ծանր վառելանյութ, ջրածնի և հելիումի միախառնման արդյունքում առաջացած նյութեր՝ մինչ այն պահը, երբ սկսում է աճել և քայքայվել երկաթե միջուկը»:
Չնայած այն բանին, որ աստղագետներին հայտնի են գերնորերի պայթյունին հանգեցնող մեխանիզմները, պատկերի բոլոր էլեմենտները դեռևս մնում են անհայտ: