14
Календарь конференций
  • 18 – 20 октября

    Всероссийская конференция с международным участием «Почвенно-экологические исследования окружающей среды лизиметрическими методами»

  • 26 – 27 октября

    VI Международная научно-практическая конференция «Инновационная экономика и менеджмент: методы и технологии»

  • 29 – 30 октября

    МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ по японской филологии и методике преподавания японского языка

  • 9 – 12 ноября

    4-я международная школа по квантовым технологиям

  • 17 – 18 ноября

    Всероссийская научная конференция с международным участием «Природная и антропогенная неоднородность почв и статистические методы ее изучения»

  • 23 – 25 ноября

    Ежегодная Всероссийская научная конференция с международным участием «Наука в вузовском музее»

  • 24 – 27 ноября

    VI Международная научная конференция «Конвергентные когнитивно-информационные технологии»

  • 24 – 27 ноября

    XI Международная конференция-конкурс «Инновационные информационно-педагогические технологии в системе ИТ-образования»

  • 3 декабря

    III Межвузовская студенческая конференция «Региональные варианты массовой культуры»

  • 10 декабря

    Международная конференция по общему языкознанию «Наследие трудов Ю.В. Рождественского в XXI веке» — к 95-летию со дня рождения Юрия Владимировича Рождественского (1926-1999)

Все конференции
ЗАПИСАТЬСЯ НА ВАКЦИНАЦИЮ
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Филиал МГУ в г. Сарове

Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Проект «Вернадский»
Программы дополни-
тельного образования
Программы поддержки талантливой молодежи

Астрофизики смоделировали новый сценарий взрыва массивных звёзд

В результате коллапса массивных звёзд не только вспыхивают сверхновые и образуются чёрные дыры и нейтронные звёзды, но иногда могут рождаться и гибридные звёзды — нейтронные звёзды с кварковым ядром. Возможно, самые массивные нейтронные звёзды имеют именно такую структуру. Существование нейтронных звёзд в два раза тяжелее, чем наше Солнце, доказано астрономами, однако механизм их образования оставался неизученным. Международный коллектив астрофизиков с участием специалистов из МГУ впервые детально рассчитал, как образуются такие объекты во Вселенной. Результаты работы опубликованы в престижном научном журнале Nature Astronomy.

Массивные звёзды, проходящие через стадию голубых сверхгигантов, заканчивают свою жизнь коллапсом ядра и вспышкой сверхновой. К этому моменту все ядерное топливо звезды сгорает в ядре. Такие взрывы являются одними из самых мощных во Вселенной.

«С теоретической точки зрения в детальном понимании этого процесса существует множество белых пятен. До сих пор в численных расчётах не удавалось получить нейтронную звезду, формирующуюся в процессе коллапса, массой две и больше солнечных масс, в то время как из наблюдений мы знаем, что такие звёзды существуют: к настоящему времени их открыто уже несколько штук, — рассказала старший научный сотрудник отдела физики эмиссионных звёзд и галактик ГАИШ МГУ Елена Сорокина. — В предыдущих расчётах звёзды с начальными массами больше 50 масс Солнца, теряя устойчивость после исчерпания запасов топлива в центре, в конце концов схлопывались в чёрную дыру из-за того, что масса коллапсирующего ядра росла слишком быстро вследствие торможения разлетающейся оболочки и падения части её вещества обратно на ядро».

Международная группа астрофизиков под руководством Тобиаса Фишера из университета Вроцлава в Польше при участии учёных из ГАИШ МГУ впервые математически смоделировала взрыв сверхновой с образованием нейтронной звезды в результате коллапса массивной звезды. При расчётах начальная масса звезды равнялась 50 солнечным. Взрыв получился успешным благодаря учёту распада нейтронов на кварки из-за растущего давления в центре взрывающейся сверхновой.

Когда нейтроны из-за огромного давления начинают распадаться на кварки, коллапс значительно ускоряется, так как кварковое вещество может быть сжато значительно сильнее. В результате формируется дополнительная ударная волна, которая распространяется по оболочке, ускоряя и выталкивая её наружу. Этого дополнительного импульса оказывается достаточно, чтобы произошёл успешный взрыв сверхновой, и падение вещества оболочки на прото-нейтронную звезду прекратилось.

В результате формируется так называемая гибридная звезда — нейтронная звезда с кварковым ядром, — с массой 2.1 солнечных, что примерно соответствует максимальной массе наблюдаемых нейтронных звёзд. В предыдущих расчётах такую массивную нейтронную звезду получить не удавалось. Энергия взрыва сверхновой также близка к типичной для таких объектов — немного больше 1051 эрг. Столько энергии не выделилось бы даже при взрыве ядерной бомбы, равной по массе Земле.

Наблюдаемые проявления такого взрыва могут быть очень разными. Картина зависит от того, как и когда звезда теряла массу в ходе своей эволюции, а потеря массы у таких массивных звёзд может быть очень значительной задолго до финального взрыва. В результате астрономы-наблюдатели могут увидеть как достаточно слабую вспышку, если звезда практически не теряла вещество или сбросила оболочку за много лет до взрыва, так и сверхмощную сверхновую, светящую в десятки и сотни раз мощнее обычных, если сброс оболочки произошёл за несколько месяцев до взрыва. Поэтому диагностическая ценность оптических наблюдений для данной модели невелика.

«Более важным для диагностики такого взрыва из наблюдений может оказаться обнаружение нейтрино, летящих от сверхновых. Если от обычных коллапсирующих сверхновых, без фазового перехода, ожидается один нейтринный всплеск, соответствующий моменту нейтронизации вещества при коллапсе, то для сверхновых с фазовым переходом через 1-2 секунды после первого всплеска должен наблюдаться ещё один — антинейтринный — примерно соответствующий моменту фазового перехода, — добавила Елена Сорокина. — К сожалению, с помощью современных инструментов наблюдать нейтрино возможно только от сверхновых, вспыхивающих в нашей Галактике, а это очень редкие события. Но если нам повезёт, и такой взрыв произойдёт, то по структуре нейтринной вспышки можно будет судить о том, какие процессы происходили во время коллапса в недрах звезды. Наблюдение второго всплеска антинейтрино, разделённого с первым во времени интервалом порядка секунды, подтвердило бы существование фазового перехода к кварковому веществу в процессе коллапса».