stringtranslate.com

Кассиопея А

Кассиопея А ( Cas A ) ( слушать ⓘ ) — остаток сверхновой (ОСН) в созвездии Кассиопеи и самый яркий внесолнечный радиоисточник в небе на частотах выше 1 ГГц. Сверхновая взорвалась примерно в 11 000 световых годах (3,4  кпк ) от нас в пределах Млечного Пути ; [2] [3] учитывая ширину рукава Ориона , она находится в следующем ближайшем рукаве, рукаве Персея , примерно в 30 градусах от антицентра Галактики . Расширяющееся облако материала, оставшегося от сверхновой, теперь кажется примерно в 10 световых годах (3 пк) в поперечнике с точки зрения Земли. Его можно было увидеть в длинах волн видимого света с помощью любительских телескопов вплоть до 234 мм (9,25 дюйма) с фильтрами. [4]

Предполагается, что свет от самой сверхновой впервые достиг Земли около 1690-х годов, хотя нет никаких точных соответствующих записей с того времени. Cas A является циркумполярной в средних северных широтах и ​​выше, где были обширные записи и основные телескопы. Его вероятное упущение в записях, вероятно, связано с тем, что межзвездная пыль поглощала оптическое излучение до того, как оно достигло Земли, хотя возможно, что оно было зарегистрировано как звезда шестой величины 3 Кассиопеи Джоном Флемстидом . Возможные объяснения склоняются к идее, что исходная звезда была необычно массивной и ранее выбросила большую часть своих внешних слоев. Эти внешние слои могли бы скрыть звезду и поглотить большую часть видимого светового излучения, когда внутренняя звезда коллапсировала.

Cas A был одним из первых обнаруженных дискретных астрономических радиоисточников. О его открытии сообщили в 1948 году Мартин Райл и Фрэнсис Грэхем-Смит , астрономы из Кембриджа , на основе наблюдений с помощью интерферометра Лонг-Михельсона . [5] Оптический компонент был впервые идентифицирован в 1950 году. [6]

Возможные наблюдения

Расчеты, работающие от наблюдаемой в настоящее время точки расширения до взрыва, который стал бы видимым на Земле около 1667 года. Астроном Уильям Эшворт и другие предположили, что королевский астроном Джон Флемстид мог непреднамеренно наблюдать сверхновую 16 августа [ OS 6 August] 1680 года, когда он каталогизировал звезду шестой величины 3 Cassiopeiae, но соответствующей звезды в зарегистрированном положении нет. Возможные объяснения включают ошибку в положении, [7] или то, что был зарегистрирован транзиент. Кэролайн Гершель отметила, что звезда в окрестностях τ Cas , HD 220562, хорошо соответствует 3 Cas, если была допущена общая ошибка в показаниях секстанта. [8] В качестве альтернативы, звезда AR Cassiopeiae могла наблюдаться, снова с неправильно записанным положением. Положение и время означают, что это могло быть наблюдением сверхновой-прародительницы Кассиопеи A. [9] Другое предположение, выдвинутое в результате недавних междисциплинарных исследований, заключается в том, что сверхновая была «полуденной звездой», наблюдавшейся в 1630 году, которая, как считалось, возвестила о рождении Карла II , будущего монарха Великобритании. [10]

С тех пор ни одна сверхновая звезда, возникшая в Млечном Пути, не была видна невооруженным глазом с Земли.

Расширение

Температура оболочки расширения составляет около 30 миллионов К , а скорость расширения составляет 4000–6000 км/с. [2]

Наблюдения за взорвавшейся звездой с помощью космического телескопа Хаббл показали, что, несмотря на первоначальное убеждение, что остатки расширялись однородно, существуют высокоскоростные удаленные выбросы, движущиеся с поперечными скоростями 5500–14 500 км/с, причем самые высокие скорости наблюдаются в двух почти противоположных струях. [2] Когда при рассмотрении расширяющейся звезды используются цвета для различения материалов с различным химическим составом, это показывает, что похожие материалы часто остаются собранными вместе в остатках взрыва. [3]

Источник радиосигнала

Cas A имел плотность потока 2720 ± 50 Ян на частоте 1  ГГц в 1980 году. [11] Поскольку остаток сверхновой остывает, его плотность потока уменьшается. На частоте 1 ГГц его плотность потока уменьшается со скоростью 0,97 ± 0,04 процента в год. [11] Это уменьшение означает, что на частотах ниже 1 ГГц Cas A теперь менее интенсивен, чем Cygnus A. Cas A по-прежнему является самым ярким внесолнечным радиоисточником в небе на частотах выше 1 ГГц.

Источник рентгеновского излучения

Хотя Cas X-1 (или Cas XR-1), очевидный первый рентгеновский источник в созвездии Кассиопеи, не был обнаружен во время полета зондирующей ракеты Aerobee 16 июня 1964 года , он рассматривался как возможный источник. [12] Cas A был просканирован во время другого полета ракеты Aerobee 1 октября 1964 года, но никакого значительного потока рентгеновского излучения выше фонового, связанного с положением, не было. [13] Cas XR-1 был обнаружен во время полета ракеты Aerobee 25 апреля 1965 года, [14] в RA 23 h 21 m Dec +58° 30′. [15] Cas X-1 является Cas A, SNR типа II в RA 23 h 18 m Dec +58° 30′. [16] Обозначения Кассиопея X-1, Cas XR-1, Cas X-1 больше не используются, но источником рентгеновского излучения является Cas A ( SNR G111.7-02.1) в точке 2U 2321+58.

В 1999 году рентгеновская обсерватория Чандра обнаружила CXOU J232327.8+584842 [17] , центральный компактный объект , представляющий собой остаток нейтронной звезды , оставшийся после взрыва. [18]

Отражённое эхо сверхновой

В 2005 году инфракрасное эхо взрыва Кассиопеи А было обнаружено на близлежащих газовых облаках с помощью космического телескопа Spitzer . [19] Инфракрасное эхо также было обнаружено IRAS и изучено с помощью инфракрасного спектрографа . Ранее предполагалось, что вспышка в 1950 году от центрального пульсара могла быть причиной инфракрасного эха. С новыми данными был сделан вывод, что это маловероятно, и что инфракрасное эхо было вызвано тепловым излучением пыли, которая нагревалась лучистым выходом сверхновой во время прорыва ударной волны. [20] Инфракрасное эхо сопровождается рассеянным световым эхом . Зарегистрированный спектр оптического светового эха доказал, что сверхновая была типа IIb , то есть она возникла в результате внутреннего коллапса и сильного взрыва массивной звезды , скорее всего, красного сверхгиганта с гелиевым ядром, который потерял почти всю свою водородную оболочку. Это было первое наблюдение светового эха сверхновой, взрыв которой не наблюдался напрямую, что открывает возможность изучения и реконструкции прошлых астрономических событий. [1] [6] В 2011 году исследование использовало спектры из разных положений светового эха, чтобы подтвердить, что сверхновая Кассиопея А была асимметричной . [21]

Обнаружение фосфора

В 2013 году астрономы обнаружили фосфор в Кассиопее А, что подтвердило, что этот элемент образуется в сверхновых посредством нуклеосинтеза сверхновой . Соотношение фосфора и железа в материале остатка сверхновой может быть в 100 раз выше, чем в Млечном Пути в целом. [22]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Krause, Oliver; Birkmann; Usuda; et al. (2008). «Сверхновая Кассиопея А была типа IIb». Science . 320 (5880): 1195–1197. arXiv : 0805.4557 . Bibcode :2008Sci...320.1195K. doi :10.1126/science.1155788. PMID  18511684. S2CID  40884513.
  2. ^ abcd Фесен, Роберт А.; Хаммел, Молли К.; Морзе, Джон; Шевалье, Роджер А.; Борковски, Казимеж Дж.; Допита, Майкл А.; Джерарди, Кристофер Л.; Лоуренс, Стивен С.; Рэймонд, Джон К.; ван ден Берг, Сидней (июль 2006 г.). «Асимметрия расширения и возраст остатка сверхновой Кассиопея А». The Astrophysical Journal . 645 (1): 283–292. arXiv : astro-ph/0603371 . Bibcode :2006ApJ...645..283F. doi :10.1086/504254. S2CID  8999768.
  3. ^ ab Stover, Dawn (2006). "Жизнь в пузыре". Popular Science . Т. 269, № 6. С. 16.
  4. ^ Банич, Говард (декабрь 2014 г.). «Визуальное руководство по остатку сверхновой Кассиопея А». Sky & Telescope .
  5. ^ Райл, М.; Смит , Ф.Г. (18 сентября 1948 г.). «Новый интенсивный источник радиочастотного излучения в созвездии Кассиопеи». Nature . 162 (4116): 462–463. Bibcode :1948Natur.162..462R. doi :10.1038/162462a0. S2CID  4028114.
  6. ^ ab Fabian, Andrew C. (2008). «Взрыв из прошлого». Астрономия. Наука . 320 (5880): 1167–1168. doi :10.1126/science.1158538. PMID  18511676. S2CID  206513073.
  7. ^ Эшворт, У. Б. (1980). «Вероятное наблюдение Флемстида сверхновой Кассиопеи». Журнал истории астрономии . 11 : 1. Bibcode : 1980JHA....11....1A. doi : 10.1177/002182868001100102. S2CID  121684168.
  8. ^ Эшворт, Уильям Б. (февраль 1980 г.). «Вероятное наблюдение Флемстида сверхновой Кассиопеи». Журнал истории астрономии . 11 (1): 1–9. Bibcode : 1980JHA....11....1A. doi : 10.1177/002182868001100102. ISSN  0021-8286. S2CID  121684168.
  9. ^ Хьюз, Д. У. (1980). «Видел ли Флемстид сверхновую Кассиопею А?». Nature . 285 (5761): 132–133. Bibcode : 1980Natur.285..132H. doi : 10.1038/285132a0 . S2CID  4257241.
  10. ^ Уллетт, Дженнифер. «Возвестила ли сверхновая о рождении короля?». Discovery.com. Архивировано из оригинала 29 сентября 2012 г. Получено 18 апреля 2011 г.
  11. ^ ab Baars, JWM; Genzel, R.; Pauliny-Toth, IIK; Witzel, A. (1977). "Абсолютный спектр Cas A; точная шкала плотности потока и набор вторичных калибраторов". Astronomy and Astrophysics . 61 : 99. Bibcode :1977A&A....61...99B.
  12. ^ Боуер С., Байрам Э. Т., Чабб Т. А., Фридман Х. (1965). «Результаты наблюдений рентгеновской астрономии». В Steinberg JL (ред.). Астрономические наблюдения с космических аппаратов, Труды симпозиума № 23, состоявшегося в Льеже, Бельгия, с 17 по 20 августа 1964 г. Астрономические наблюдения с космических аппаратов . Том 23. Международный астрономический союз . С. 227–239. Bibcode : 1965IAUS...23..227B.
  13. ^ Фишер PC, Джонсон HM, Джордан WC, Мейеротт AJ, Эктон LW (1966). «Наблюдения космических рентгеновских лучей». Astrophysical Journal . 143 : 203–17. Bibcode : 1966ApJ...143..203F. doi : 10.1086/148491 .
  14. ^ Byram ET, Chubb TA, Friedman H (апрель 1966 г.). «Космические рентгеновские источники, галактические и внегалактические». Science . 152 (3718): 66–71. Bibcode :1966Sci...152...66B. doi :10.1126/science.152.3718.66. PMID  17830233. S2CID  122616358.
  15. ^ Фридман Х, Байрам ЕТ, Чабб ТА (апрель 1967). «Распределение и изменчивость космических рентгеновских источников». Science . 156 (3773): 374–8. Bibcode :1967Sci...156..374F. doi :10.1126/science.156.3773.374. PMID  17812381. S2CID  29701462.
  16. ^ Веббер, WR (декабрь 1968 г.). «Рентгеновская астрономия — 1968 год выпуска». Труды Астрономического общества Австралии . 1 (4): 160–164. Bibcode : 1968PASA....1..160W. doi : 10.1017/S1323358000011231 . S2CID  119018154.
  17. ^ "CXOU J232327.8+584842" . СИМБАД . Центр астрономических исследований Страсбурга . Проверено 3 марта 2020 г.
  18. ^ Elshamouty, KG; Heinke, CO; Sivakoff, GR; Ho, WCG; Shternin, PS; Yakovlev, DG; Patnaude, DJ; David, L. (2013). "Измерение охлаждения нейтронной звезды в Кассиопее A со всеми детекторами рентгеновской обсерватории Chandra". Astrophysical Journal . 777 (1): 22. arXiv : 1306.3387 . Bibcode :2013ApJ...777...22E. doi :10.1088/0004-637X/777/1/22. S2CID  17981919.
  19. ^ Краузе, Оливер; Рике, Джордж Х.; Биркманн, Стефан М.; Ле Флок, Эмерик; Гордон, Карл Д.; Эгами, Эйичи; Бигинг, Джон; Хьюз, Джон П.; Янг, Эрик Т.; Хинц, Джоанна Л.; Куанц, Саша П. (июнь 2005 г.). «Инфракрасное эхо вблизи остатка сверхновой Кассиопеи А». Наука . 308 (5728): 1604–1606. arXiv : astro-ph/0506186 . Бибкод : 2005Sci...308.1604K. дои : 10.1126/science.1112035. ISSN  0036-8075. PMID  15947181. S2CID  21908980.
  20. ^ Двек, Эли; Арендт, Ричард Г. (октябрь 2008 г.). «Инфракрасные эхо раскрывают ударную волну сверхновой Cas A». Astrophysical Journal . 685 (2): 976–987. arXiv : 0802.0221 . Bibcode :2008ApJ...685..976D. doi : 10.1086/589988 . ISSN  0004-637X.
  21. ^ Rest, A.; Foley, RJ; Sinnott, B.; Welch, DL; Badenes, C.; Filippenko, AV; Bergmann, M.; Bhatti, WA; Blondin, S.; Challis, P.; Damke, G. (май 2011 г.). "Прямое подтверждение асимметрии сверхновой Cas A с помощью световых эхо". Astrophysical Journal . 732 (1): 3. arXiv : 1003.5660 . Bibcode :2011ApJ...732....3R. doi :10.1088/0004-637X/732/1/3. ISSN  0004-637X. S2CID  119266059.
  22. ^ Koo, B.-C.; Lee, Y.-H.; Moon, D.-S.; Yoon, S.-C.; Raymond, JC (2013). «Фосфор в молодом остатке сверхновой Кассиопея A». Science . 342 (6164): 1346–1348. arXiv : 1312.3807 . Bibcode :2013Sci...342.1346K. doi :10.1126/science.1243823. PMID  24337291. S2CID  35593706.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Кассиопея А.