Wie Die Stars: Einseitige Art der Supernovae offenbart


Die verheerende, explosiven Tod Sterne erscheinen schief kosmischen Feuersbrünste, sagen Wissenschaftler.

Die neuen Erkenntnisse, basierend auf Daten von NuSTAR Weltraumteleskop der NASA Röntgen-Zuordnung, möglicherweise eine Ahnung in was genau in den Herzen der Sterne, passiert wie sie als Supernovae explodieren, hinzugefügt die Forscher.

Elemente aus Carbon auf nach oben, aus denen sich Sterne, Planeten und Personen werden in massereichen Sternen synthetisiert. Diese Elemente sind durch die Explosionen im ganzen Universum verteilt, die die Leben dieser Sterne, Supernovae, die hell genug enden, um ihre ganzen Galaxien vorübergehend überstrahlt werden. [Supernova-Fotos: die explosiven Tod Sterne]

Sterne, die mit mehr als etwa acht Mal die Sonne Masse Ende ihres Lebens als so genannte Kern-Kollaps Supernovae entstehen. Wenn der Kern eines massereichen Sterns der Treibstoff ausgeht, reduziert es auf eine außerordentlich dichte Nugget in einem Bruchteil einer Sekunde. Weiteres Material auf diesen reduzierten Kern fallen kann abprallen, verursacht eine heftige Druckwelle, die Angelegenheit nach außen überzieht.

Seit Jahrzehnten "unsere beste Modell von Supernova-Explosionen gezwungen die Sterne symmetrisch, zusammenbrechen", sagte Studienautor Blei Brian Grefenstette, Astrophysiker am California Institute of Technology in Pasadena. "Sterne sind große kugelförmige Kugeln von Gas, so machte es Sinn, die sie in eine Art von kugelförmigen Weise zusammenbrechen sollte."

"Das Problem ist, dass wenn Sie versuchen, einen Stern explodieren durch zwingen es zu kollabieren symmetrisch machen, die Sterne explodieren nicht," sagte Grefenstette Space.com. "Man bekommt ein Blindgänger."

Dieser Fehler geschieht offenbar in symmetrischen Modellen, weil die Druckwelle, die beginnt in der Mitte des Sterns und es zerstören soll durch das gesamte Material über es gefangen wird. Dies bedeutet die Stoßwelle "einen Ausweg finden können", sagte Grefenstette.

Als solche Astrophysiker haben erforscht Möglichkeiten, um Wellen in das Material von einem sterbenden Stern nennen sie Asymmetrien ", die lassen die Stoßwelle heraus und zerreiße den Stern," sagte Grefenstette. Allerdings war es ungewiss, wie genau Kern-Kollaps Supernovae aussehen sollte – die vorhergesagte Form könnte sehr unterschiedlich je nachdem, welche Modelle eine der Explosionen verwendet.

Jetzt haben Wissenschaftler bestätigt, dass Supernovae durch Blick auf die nahe gelegenen Überreste einer solchen Explosion asymmetrisch sein können.

"Unsere Ergebnisse sind wirklich der erste Schritt in der Lage zu sehen, was los war in der Mitte des Sterns", sagte Grefenstette.

Die Forscher untersuchten Cassiopeia A, ein Überrest von etwa 11.000 Lichtjahre entfernt von einer Supernova, die vor ca. 350 Jahren passiert ist. Sie konzentrierten sich auf die Verteilung des Isotops radioaktiven Titan Ti-44, die tief in den Kernen von Sternen produziert wird.

Die Supernova rausgeworfen Titan-44, genauso wie eine Bombe Schutt streuen würde.

"Wir sind wie forensische Wissenschaftler studieren die radioaktive Asche, die während der Explosion die Explosion hinterließ, versuchen zu verstehen, was passiert", sagte Grefenstette.

Da Titan-44 radioaktiv ist, "Es leuchtet in einer ganz bestimmten Farbe des Lichts," sagte Grefenstette-hochenergetische Röntgenstrahlen. Die Forscher untersuchten diese glühenden Angelegenheit mit dem NuSTAR Space Telescope (Abkürzung für Nuclear Spectroscopic Telescope Array), das ist "das erste Teleskop, das detaillierte Bilder in dieser Farbe des Lichts, wodurch uns eine Menge Informationen zu entsperren lässt, die uns zuvor verborgen war," sagte Grefenstette.

Diese Bilder zeigte, dass das radioaktive Isotop überall die gleiche verteilt wurde. Dies zeigte die Explosion mehr asymmetrisch als durch eine kugelförmige Explosion produziert werden konnte zwar nicht völlig schief in der Natur.

"Was sind unsere Ergebnisse in Richtung zu zeigen ist die Idee, dass die Explosion geschieht, weil der Kern der Sterne zirkuliert ein bisschen während des Zusammenbruchs" Grefenstette sagte. "In diesem Fall denken wir, dass was passiert ist, wie wenn Sie Wasser auf einem Herd kochen wo Bläschen bestehen im unteren Bereich des Topfes und steigen nach oben, so dass die Oberfläche des Wassers um schwappen und lassen einige Dampf entweichen."

"In der Supernova ist die Hitze, statt auf dem Herd, vom Brenner kommend aus kleinen Teilchen namens Neutrinos, die in den intensiven Druck in der Mitte der Explosion entstehen, kommt", sagte Grefenstette. "Diese Neutrinos Hitze das Material in der Mitte des Zusammenbruchs und machen große Luftblasen aus heißem Gas, die durch das Material aufsteigen und dazu führen, dass der Kern des Sterns um ein bisschen herum zu schwappen.

Diese schwappen "lässt der Stoßwelle Flucht das Material, das hält ihn zurück, und sobald dies geschieht, ist es wie wenn Sie ein Loch in der Spitze der Schnellkochtopf gelocht und das ganze Ding explodiert," sagte Grefenstette.

Die Wissenschaftler detailliert ihre Entdeckungen in der 20 Februar Ausgabe der Zeitschrift Nature.

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