Космос и Человечество

Сотрудники Института астрофизики им. Макса Планка (Германия) провели моделирование вспышки сверхновой II типа в трёх измерениях. Взрыв через 0,5 с после инициации. Внешняя полупрозрачная поверхность — фронт ударной волны; в центре видна маленькая нейтронная звезда. (Иллюстрация из The Astrophysical Journal) Высочайшая энергия таких вспышек позволяет регистрировать их на большом удалении, но происходят взрывы звёзд редко: в галактике размером с Млечный Путь за 50 лет наблюдается в среднем одна сверхновая.

Чуть больше 20 лет назад Земли достигло излучение сверхновой SN 1987A, вспыхнувшей в туманности Тарантула в Большом Магеллановом облаке, на расстоянии «всего» в 170 000 световых лет от нас. Удачное расположение SN 1987A позволило изучить её как ни одну другую сверхновую. SN 1987A относится к сверхновым II типа — взрывам звёзд с массой, превышающей 9 солнечных; в данном случае первоначальная масса звезды была оценена примерно в 20 солнечных. При наблюдении объекта астрономы обнаружили, что вид кривой блеска определяется распадом нестабильного изотопа никеля 56Ni, который проникает в водородную оболочку разрушенной звезды. Никелевые «пули» двигались из внутренних областей наружу со скоростью в несколько тысяч километров в секунду — гораздо быстрее, чем окружающий водород.

Дать объяснение этому упрощённые одномерные гидродинамические расчёты не могли; созданные через некоторое время двумерные модели показали, что взрыв действительно асимметричен и вызывает перемешивание вещества, но воспроизвести данные наблюдений с достаточной точностью их авторам также не удалось. В рассматриваемой работе астрофизики исследовали процесс взрыва голубого сверхгиганта массой в 15,5 солнечной на длительном временном промежутке. Моделирование стартует через несколько миллисекунд после инициации взрыва в ядре и заканчивается тремя часами позже.

«Трёхмерная модель существенно отличается от её двумерного аналога, — рассказывает ведущий автор исследования Николай Хаммер (Nicolay Hammer). — Они, к примеру, дают разные результаты в части перемещения сгустков вещества с высоким содержанием металлов. Этот эффект определяет смешивание вещества и может влиять на ход эволюции сверхновой и её наблюдаемые характеристики». В трёхмерном варианте металлосодержащие «пули» движутся быстрее, чем в двумерном, что в большей степени соответствует экспериментальным данным. В будущем учёные планируют провести моделирование взрывов звёзд других типов при различных начальных условиях. Источник: ФКА Роскосмос