Në punimet e publikuara së fundmi, studiuesit kanë vlerësuar shkallën e kolapsit të bërthamës së supernovës në Rrugën e Qumështit të jetë 1.63 ± 0.46 ngjarje në shekull. Prandaj, duke pasur parasysh ngjarjen e fundit të supernovës, SN 1987A u vëzhgua 35 vjet më parë në 1987, ngjarja tjetër e supernovës në Rrugën e Qumështit mund të pritet në çdo kohë në të ardhmen e afërt.
Rrjedha e jetës së një yll & supernova
Në shkallën kohore të miliarda viteve, yjet i nënshtrohen një kursi jetësor, ata lindin, plaken dhe më në fund vdesin me shpërthimin dhe shpërndarjen e mëvonshme të materialeve yjore në ndëryjore hapësirë si pluhur ose re.
Jeta e a yll fillon në një mjegullnajë (re pluhuri, hidrogjen, helium dhe gazra të tjerë të jonizuar) kur kolapsi gravitacional i një reje gjigante krijon një protoyll. Kjo vazhdon të rritet më tej me grumbullimin e gazit dhe pluhurit derisa të arrijë masën e tij përfundimtare. Masa përfundimtare e yll përcakton jetëgjatësinë e tij si dhe atë që i ndodh yllit gjatë jetës së tij.
të gjithë yjet e marrin energjinë e tyre nga shkrirja bërthamore. Lënda bërthamore që digjet në bërthamë krijon presion të fortë jashtë për shkak të temperaturës së lartë të bërthamës. Kjo balancon forcën e brendshme gravitacionale. Bilanci prishet kur karburanti në bërthamë mbaron. Temperatura bie, presioni i jashtëm zvogëlohet. Si rezultat, forca gravitacionale e shtrydhjes së brendshme bëhet mbizotëruese duke e detyruar bërthamën të tkurret dhe të shembet. Se çfarë përfundimi përfundon një yll pas rënies varet nga masa e yllit. Në rastin e yjeve supermasive, kur bërthama shembet në një hark kohor të shkurtër, ajo krijon valë tronditëse të mëdha. Shpërthimi i fuqishëm dhe i ndritshëm quhet supernova.
Kjo ngjarje astronomike kalimtare ndodh gjatë fazës së fundit evolucionare të një ylli dhe lë pas mbetje supernova. Në varësi të masës së yllit, mbetja mund të jetë një yll neutron ose a vrimë e zezë.
SN 1987A, supernova e fundit
Ngjarja e fundit e supernovës ishte SN 1987A e cila u pa në qiellin jugor 35 vjet më parë në shkurt 1987. Ishte ngjarja e parë e tillë e supernovës e dukshme me sy të lirë që nga ajo e Keplerit në vitin 1604. E vendosur në Renë e Madhe Magelanik (një satelit) Kashta e Kumtrit i Rrugës së Qumështit), ishte një nga yjet më të shndritshëm që shpërtheu i parë në më shumë se 400 vjet që u ndez me fuqinë e 100 milionë diejve për disa muaj dhe ofroi një mundësi unike për të studiuar fazat para, gjatë dhe pas vdekjes së një yll.
Studimi i supernovës është i rëndësishëm
Studimi i supernovës është i dobishëm në disa mënyra, siç është matja e distancave hapësirë, kuptimi i zgjerimit univers dhe natyra e yjeve si fabrika e të gjithë elementëve që bëjnë gjithçka (përfshirë ne) të gjendet në univers. Elementët më të rëndë të formuar si rezultat i shkrirjes bërthamore (e elementeve më të lehta) në bërthamën e yjeve, si dhe elementët e sapokrijuar gjatë kolapsit të bërthamës shpërndahen në të gjithë hapësirë gjatë shpërthimit të supernovës. Supernovat luajnë një rol kyç në shpërndarjen e elementeve në të gjithë univers.
Fatkeqësisht, nuk ka pasur shumë mundësi në të kaluarën për të vëzhguar dhe studiuar nga afër shpërthimin e supernovës. Vëzhgim nga afër dhe studim i shpërthimit të supernovës brenda shtëpisë sonë Kashta e Kumtrit Rruga e Qumështit do të ishte e jashtëzakonshme sepse studimi në ato kushte nuk mund të kryhej kurrë në laboratorë në Tokë. Prandaj është imperativ për të zbuluar supernovën sapo të fillojë. Por, si do të dihet kur një shpërthim supernova do të fillojë? A ka ndonjë sistem paralajmërimi të hershëm për pengimin e shpërthimit të supernovës?
Neutrino, feneri i shpërthimit të supernovës
Rreth fundit të rrjedhës së jetës, ndërsa një ylli i mbaron elementet më të lehta si lëndë djegëse për shkrirjen bërthamore që e fuqizon atë, shtytja e brendshme gravitacionale dominon dhe shtresat e jashtme të yllit fillojnë të bien nga brenda. Bërthama fillon të shembet dhe në pak milisekonda bërthama ngjeshet aq shumë saqë elektronet dhe protonet bashkohen për të formuar neutrone dhe një neutrino lëshohet për çdo neutron të formuar.
Neutronet e formuara kështu përbëjnë një yll protoneutron brenda bërthamës së yllit, mbi të cilin pjesa tjetër e yllit bie poshtë nën një fushë gravitacionale intensive dhe kthehet prapa. Vala goditëse e krijuar e shpërbërë yllin duke e lënë bërthamën e vetme të mbetur (një yll neutron ose a vrimë e zezë në varësi të masës së yllit) prapa dhe pjesa tjetër e masës së yllit shpërndahet në ndëryjore hapësirë.
Shpërthimi i madh i neutrinot prodhuar si rezultat i kolapsit të bërthamës gravitacionale, ikja në pjesën e jashtme hapësirë i papenguar për shkak të natyrës së tij jondërvepruese me materien. Rreth 99% e energjisë së lidhjes gravitacionale shpëton si neutrino (përpara fotoneve që janë bllokuar në fushë) dhe vepron si fener i pengimit të shpërthimit të supernovës. Këto neutrino mund të kapen në tokë nga observatorët e neutrinos, të cilët nga ana e tyre veprojnë si një paralajmërim i hershëm për një vëzhgim të mundshëm optik të shpërthimit të supernovës së shpejti.
Neutrinot që ikin gjithashtu ofrojnë një dritare unike në ngjarjet ekstreme brenda një ylli në shpërthim, i cili mund të ketë implikime në kuptimin e forcave themelore dhe grimcave elementare.
Sistemi i paralajmërimit të hershëm të supernovës (SNEW)
Në kohën e supernovës së fundit të vëzhguar me kolaps të bërthamës (SN1987A), fenomeni u vëzhgua me sy të lirë. Neutrinot u zbuluan nga dy detektorë uji Cherenkov, Kamiokande-II dhe eksperimenti Irvine-MichiganBrookhaven (IMB), i cili kishte vëzhguar 19 ngjarje të ndërveprimit të neutrinos. Megjithatë, zbulimi i neutrinos mund të veprojë si fener ose alarm për të penguar vëzhgimin optik të supernovës. Si rezultat, observatorë dhe astronomë të ndryshëm nuk mund të vepronin në kohë për të studiuar dhe mbledhur të dhëna.
Që nga viti 1987, astronomia e neutrinove ka përparuar shumë. Tani, sistemi i alarmit të supernovës SNWatch është në funksion i cili është programuar për t'u dhënë alarm ekspertëve dhe organizatave përkatëse për një shikim të mundshëm të supernovës. Dhe, ekziston një rrjet i observatorëve të neutrinos në të gjithë botën, i quajtur Sistemi i Paralajmërimit të Hershëm Supernova (SNEWS), i cili kombinon sinjalet për të përmirësuar besimin në një zbulim. Çdo aktivitet i zakonshëm njoftohet në një server qendror SNEWS nga detektorë individualë. Më tej, SNEWS i është nënshtruar përmirësimit në SNEWS 2.0 kohët e fundit, i cili prodhon gjithashtu sinjalizime me besim më të ulët.
Supernova e afërt në Rrugën e Qumështit
Observatorët e neutrinos të përhapura në të gjithë botën synojnë zbulimin e parë të neutrineve që vijnë nga kolapsi i bërthamës gravitacionale të yjeve në shtëpinë tonë Kashta e Kumtrit. Prandaj, suksesi i tyre varet shumë nga shkalla e kolapsit të bërthamës së supernovës në Rrugën e Qumështit.
Në punimet e publikuara së fundmi, studiuesit kanë vlerësuar shkallën e kolapsit të bërthamës së supernovës në Rrugën e Qumështit të jetë 1.63 ± 0.46 ngjarje në 100 vjet; afërsisht një deri në dy supernova në shekull. Më tej, vlerësimet sugjerojnë se intervali kohor midis kolapsit të bërthamës së supernovës në Rrugën e Qumështit mund të jetë midis 47 dhe 85 vjet.
Prandaj, duke pasur parasysh ngjarjen e fundit të supernovës, SN 1987A u vëzhgua 35 vjet më parë, ngjarja tjetër e supernovës në Rrugën e Qumështit mund të pritet në çdo kohë në të ardhmen e afërt. Me observatorët e neutrinos të lidhura në rrjet për të zbuluar shpërthimet e hershme dhe sistemin e përmirësuar të paralajmërimit të hershëm të Supernovës (SNEW), shkencëtarët do të jenë në gjendje të kenë një vështrim nga afër në ngjarjet e ardhshme ekstreme që lidhen me shpërthimin e supernovës së një ylli që po vdes. Kjo do të ishte një ngjarje e rëndësishme dhe një mundësi unike për të studiuar fazat para, gjatë dhe pas vdekjes së një ylli për një kuptim më të mirë të univers.
***
Burimet:
- Fishekzjarret Kashta e Kumtrit, NGC 6946: Çfarë e bën këtë Kashta e Kumtrit kaq e veçantë? Shkencore Evropiane. Postuar më 11 janar 2021. Në dispozicion në http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Zbulimi i Neutrinos së Supernovës. Paraprintimi axRiv. Në dispozicion në https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharusi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: një sistem paralajmërimi i hershëm i supernovës së gjeneratës së ardhshme për astronominë me shumë lajmëtarë. New Journal of Physics, Volume 23, Mars 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., dhe Cappellaroc E., 2021. Mbi shkallën e supernovave të kolapsit të bërthamës në rrugën e qumështit. New Astronomy Volume 83, Shkurt 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Paraprintimi axRiv disponohet në https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Historia e dëshmitarëve: shpërndarja e qiellit, zbulueshmëria dhe normat e supernovave të Rrugës së Qumështit me sy të lirë. Njoftimet mujore të Shoqërisë Mbretërore Astronomike, Vëllimi 507, Botimi 1, Tetor 2021, Faqe 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Paraprintimi axRiv Në dispozicion në https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
