Удивительное космическое ожерелье: ученые выяснили, как у сверхновой звезды появилась "нить жемчуга"

В основе удивительного астрофизического явления может лежать тот же механизм, который разбивает следы летящего самолета в воздухе.

Сверхновая 1987А находится на расстоянии 160 тысяч световых лет от Земли. Эта звезда давно заставляет ученых ломать головы над тем, откуда у нее взялось космическое украшение, которое астрономы называют "нитью жемчуга". И только недавно исследователям удалось разгадать эту загадку, сравнив "жемчужины" с фрагментированными следами от пролетающего в воздухе самолета.

Об этом пишет издание Space.com.

Что такое сверхновая и как она появляется

Сверхновая 1987А  – это остатки мощнейшего взрыва, которым закончилась "жизнь" массивной звезды в галактике-спутнике Млечного Пути, называемой Большим Магеллановым Облаком. На ее месте после взрыва осталась нейтронная звезда, окруженная звездным материалом.

SN 1987A – невероятно редкое астрофизическое событием, которое оказало огромное влияние на понимание эволюции, смерти и рождения звезд. Ее тщательное изучение стало возможным не только из-за ее близости к Земле, но и потому, что свет от космического взрыва достиг Земли в тот момент, когда человеческая цивилизация располагает необходимыми технологиями и инструментами для наблюдения за этим явлением.

Фактически, SN 1987A стала первой сверхновой, видимой невооруженным глазом с тех пор, как в 1604 году была замечена сверхновая Кеплера. 

Сверхновые, подобные SN 1987A, возникают, когда массивные звезды исчерпывают запасы топлива, необходимые для ядерного синтеза. Это заставляет звездное ядро ​​быстро сжиматься, после чего происходит мощный взрыв. Внешние слои умирающей звезды выбрасываются в космос, а ядро ​превращается либо в нейтронную звезду, либо в черную дыру, в зависимости от его массы.

"Нитка жемчуга" сверхновой 1987A

Сверхновая 1987А окружена сгустками светящейся водородной плазмы, которые на снимках, сделанных земными телескопами, выглядят как жемчужное ожерелье вокруг нейтронной звезды.

Образование этих жидких структур в плазме объясняли так называемой нестабильностью Рэлея-Тейлора. Но это явление не могло объяснить, сколько таких сгустков может образоваться вокруг сверхновой.

Исследователи из Мичиганского университета пришли к выводу, что механизм образования этих водородных структур аналогичен тому, как образуются фрагментированные инверсионные следы, которые появляются в небе за летящим самолетом.

Учитывая параллель с этим самолетом, команда исследователей предположила, что образование водородных сгустков SN1987A может быть результатом механизма, называемого "нестабильностью Кроу". Если говорить точнее, это явление возникает, когда потоки воздуха из каждого крыла самолета, известные как вихри на концах крыльев, переходят друг в друга по спирали. Это создает разрывы в инверсионном следе, видимом из-за водяного пара в выхлопе самолета. Кроме того, расчеты нестабильности Кроу позволяют вычислить количество образовавшихся сгустков.

Чтобы подтвердить свою теорию, ученые прибегли к методу моделирования и создали симуляцию облака, которое выталкивается звездным ветром наружу. Оказалось, что верхняя и нижняя часть этого облака выталкиваются быстрее, чем его средняя часть. В результате облако распадается на равные сгустки – тот самый "жемчуг" который виден в телескопы вокруг SN 1987A.

Моделирование показало, что таких сгустков может быть больше тех 30, которые зафиксировали телескопы. Вероятно, другие "жемчужины" являются более тусклыми, поэтому остаются пока невидимыми.

Изучение астрофизического явления "нить жемчуга" может помочь ученым определить, какую роль играет нестабильность Кроу в формировании новых планет из коллапсирующих облаков газа и пыли, обнаруженных вокруг молодых звезд.

Напомним, астрономам известно, что спиральная галактика Андромеды, которая является ближайшей большой галактикой к Млечному Пути, движется по направлению к нам.  По их мнению эти галактики неизбежно должны столкнуться в будущем.