Gamma-vspleski i sverhnovye

---

<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 2. Kollapsiruyushie sverhnovye >>

1. Vvedenie

Kosmicheskie gamma-vspleski (Gamma-ray Bursts, sokrashenno GRB) - eto neregulyarnye impul'sy fotonov s energiyami MeV i vyshe, prodolzhitel'nost'yu ot dolei sekundy do neskol'kih minut. Samye slabye iz nih dayut ekspoziciyu    erg/sm   foton/sm, a mnogie - gorazdo sil'nee. Ih registriruyut dazhe ochen' malen'kie detektory na kosmicheskih apparatah. Posle 28 fevralya 1997 goda, kogda sputnik Beppo-SAX otkryl poslesvechenie (afterglow) gamma-vspleskov, stalo yasno, chto gamma-vspleski rozhdayutsya na rasstoyaniyah v milliardy parsek (t.e. Gigaparseki, Gpk) ot nas. Poslesvechenie - eto tochechnyi istochnik izlucheniya (rentgenovskogo, vidimogo sveta, ili radio), kotorogo ran'she ne bylo. Etot istochnik inogda bystro, a inogda medlenno slabeet. Inogda istochnik sovpadaet s ochen' dalekoi galaktikoi. Seichas kolichestvo vspleskov, dlya kotoryh naideno poslesvechenie, sostavlyaet 35. Iz nih 20 proektiruyutsya na dalekie galaktiki. Dlya 14 sluchaev neposredstvenno izmereno krasnoe smeshenie, t.e izvestno rasstoyanie . Togda pri rasstoyanii  Gpk energiya fotonov gamma-vspleskov poluchaetsya ot do  erg (esli ona izluchena izotropno vo vse storony na steradian). Energiya pokoya daetsya znamenitoi formuloi . Esli vsyu massu Solnca  g prevratit' v izluchenie, to vydelitsya kak raz erg. No kak eto sdelat'? Solnce dazhe ne mozhet vzorvat'sya kak termoyadernaya bomba, gorenie vodoroda vnutri Solnca ustoichivo. No esli by eta energiya vydelilas' mgnovenno, to eto dalo by okolo  erg - blizko k tomu, chto izluchaetsya pri ne samyh sil'nyh gamma-vspleskah. Pohozhie grandioznye termoyadernye vzryvy sluchayutsya s nekotorymi tipami zvezd, ih nazyvayut sverhnovymi. Pravda, pochti vsya eta energiya perehodit v kineticheskuyu energiyu vybrosa veshestva, a v izluchenie uhodit v sotni raz men'she, chem v GRB. Sverhnovye yavlyayutsya odnim iz central'nyh ob'ektov izucheniya sovremennoi astrofiziki. V ih izuchenii perepletayutsya takie vazhnye problemy astrofiziki, kak evolyuciya normal'nyh zvezd, rozhdenie neitronnyh zvezd i drugih skollapsirovavshih ob'ektov, obrazovanie tyazhelyh elementov, kosmicheskih luchei. Blagodarya ispol'zovaniyu noveishih metodov astrofiziki poluchen
bol'shoi ob'em nablyudatel'nogo materiala vo vseh diapazonah elektromagnitnogo izlucheniya - ot radio do rentgenovskogo. Byli zaregistrirovany i pervye neelektromagnitnye signaly - neitrino ot SN 1987A. Nesmotrya na eto, mehanizmy vzryvov sverhnovyh do sih por ostayutsya ne do konca ponyatymi. V poslednie gody poyavilis' ukazaniya na svyaz' nekotoryh kosmicheskih gamma-vspleskov so sverhnovymi. Vozmozhno, i priroda kosmicheskih gamma-vspleskov svyazana s prirodoi vzryvov sverhnovyh. Istoriyu issledovanii sverhnovyh mozhno prosledit' po knige Shklovskogo [1], i obzoram [2-4]. Pro gamma-vspleski sm. obzory [7,8]. Odnako lyubye obzory otstayut v opisanii burno razvivayusheisya nauki o samyh moshnyh vzryvah vo Vselennoi, osobenno posle poslednih otkrytii GRB. Sverhnovye - eto odni iz naibolee sil'nyh vzryvov vo Vselennoi. Kineticheskaya energiya vybrosa imeet harakternoe znachenie dlya vseh tipov    erg   foe, hotya izvestny i otkloneniya primerno na poryadok vverh i vniz ot etogo srednego. Teoriya dolzhna ob'yasnit' proishozhdenie etoi energii, naiti mehanizm vzryva. V termoyadernyh sverhnovyh vzryv nachinaetsya iz-za razvitiya teplovoi neustoichivosti v vyrozhdennom yadre zvezdy pri podzhiganii uglerodno-kislorodnoi smesi (a v nekotoryh scenariyah - geliya). Est' bolee effektivnyi mehanizm zvezdnogo vzryva - gravitacionnyi kollaps zvezdy v neitronnuyu zvezdu ili chernuyu dyru. Teoreticheski energiya mozhet byt' massy zvezdnogo yadra. Dlya eto  erg, dlya massivnoi zvezdy mozhet byt' i bol'she. No v sluchae vzryvov sverhnovyh bol'shaya chast' energii unositsya potokom neitrino. A v GRB my imeem do tol'ko v gamma-fotonah! Konechno, mozhet byt' v formule nado umnozhat' potok ne na , a na kakoi-to malyi telesnyi ugol, togda energiya budet men'she, no nado ponyat', chto zastavlyaet energiyu vydelyat'sya uzkim puchkom, ili struei, napravlennoi na nas v etom malom ugle. I zdes' vozmozhna svyaz' s nekotorymi yavleniyami v sverhnovyh. Tradicionnaya astronomicheskaya klassifikaciya razbivaet sverhnovye na dva tipa: SN I (bez vodorodnyh linii v spektre vblizi maksimuma bleska) i SN II (s vodorodnymi liniyami). Pozdnee eta klassifikaciya byla dopolnena. Pervyi tip byl podrazdelen na podklassy SN Ia i SN Ib/c. V spektrah SN Ib/c vblizi maksimuma bleska ne vidno linii kremniya, moshnoi v SN Ia, a naibolee ochevidno razlichie SN Ia i SN Ib/c v pozdnyuyu epohu sut posle vzryva, gde spektr SN Ia obrazovan v osnovnom liniyami ionizovannogo zheleza, v SN Ib/c dominiruet moshneishaya emissiya kisloroda. Ot SN Ib/c obnaruzheno neteplovoe izluchenie, i oni, po-vidimomu, korreliruyut s oblastyami aktivnogo zvezdoobrazovaniya. Skoree vsego, eti sverhnovye vzryvayutsya v rezul'tate kollapsa yader massivnyh zvezd (tak zhe, kak SN II), togda kak SN Ia - eto termoyadernye vzryvy belyh karlikov v dvoinyh sistemah, poteryavshih vodorod k momentu vzryva, ne ostavlyayushie posle sebya neitronnyh zvezd ili chernyh dyr. Takim obrazom, klassicheskaya astronomicheskaya klassifikaciya sverhnovyh ne polnost'yu otrazhaet specifiku mehanizma vzryva, proishodyashego v nedrah zvezdy, a bolee adekvatna stroeniyu vneshnih sloev predsverhnovoi. Yavlenie SN II mozhet vozniknut' v konce zhizni odinochnoi massivnoi zvezdy, sohranivshei vodorod v obolochke. Vspyshki SN Ib/c mogut proishodit' pri kollapse yadra odinochnoi massivnoi zvezdy, poteryavshei vodorod. Esli podtip SN Ic real'no otdelyaetsya ot SN Ib, to eto znachit, chto massivnye predsverhnovye SN Ic poteryali ne tol'ko vodorod, no i gelii. Reshayushuyu rol' v evolyucii predsverhnovyh tipa Ia igraet vhozhdenie zvezdy v dvoinuyu sistemu. Effekty dvoistvennosti, po-vidimomu, otvechayut takzhe za svoistva i nekotoryh pekulyarnyh SN II. Vozmozhnost' gamma-vspleska v dvoinoi sisteme privodit k interesnym effektam - eto odna iz vozmozhnyh modelei dlya poslesvecheniya [5]. Krome togo, uzhe davno vyskazana ideya o tom, chto gamma-vspleski mogut porozhdat'sya na kosmologicheskih rasstoyaniyah pri sliyanii par neitronnyh zvezd [6]. Snachala kratko kosnemsya poka eshe ne reshennoi problemy ob'yasneniya vzryva pri kollapse yadra i ukazhem, chto obshego mozhet byt' zdes' s problemoi GRB.

---

<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 2. Kollapsiruyushie sverhnovye >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: gamma-vspleski - Sverhnovye Publikacii so slovami: gamma-vspleski - Sverhnovye
Sm. takzhe: NGC 1097: spiral'naya galaktika so sverhnovoi Obrechennaya zvezda η Kilya Sverhnovaya otkryta v blizkoi spiral'noi galaktike M101 Rentgenovskie kol'ca vokrug gamma-vspleska Gamma-vsplesk GRB 221009A Sverhnovaya vystrelivaet pul'sar J0002 SN Rekviem: sverhnovaya, kotoruyu uvideli tri raza Vse publikacii na tu zhe temu >>