Потужна ударна хвиля, що проходить через хмару газу Кассіопеї А, яка залишилася після вибуху наднової, має дивну особливість. Частина ударної хвилі рухається у неправильному напрямку, як свідчить нове дослідження. Астрономи виявили, що ударні хвилі пришвидшуються з різною швидкістю. При цьому одна секція схлопується назад до джерела наднової, що автори дослідження називають зворотним ударом.
Кассіопея А — це туманність або газова хмара, залишена надновою в сузір’ї Кассіопеї. Розташована вона приблизно за 11 тисяч світлових років від Землі, що робить її одним із найближчих залишків наднової до нашої Сонячної системи. Туманність завширшки близько 16 світлових років складається з водню. Ударна хвиля від цього вибуху все ще коливається у газі. Теоретичні моделі показують, що ця ударна хвиля має розширюватися рівномірно, як ідеально округла повітряна куля, яка постійно надувається. Але спостереження демонструють зовсім інший процес.
«Тривалий час ми підозрювали, що всередині Кассіопеї А відбувається щось дивне. Внутрішні рухи всередині туманності були досить хаотичними. Західна область ударної хвилі, що рухається через газову хмару, може навіть рухатись у неправильному напрямку», — пояснює астроном Джакко Вінк з Амстердамського університету в Нідерландах.
Нерівномірне розширення
Дослідники проаналізували рух ударної хвилі, використовуючи рентгенівські зображення, зібрані обсерваторіями NASA Chandra, Hubble та Spitzer. Дані, отримані за 19 років, підтвердили, що частина західної області ударної хвилі справді відступала у зворотному напрямку. Але вони також виявили дещо більш дивовижне. Частини тієї ж області прискорювалися далеко від епіцентру наднової, як і решта ударної хвилі.
За словами Вінка, поточна середня швидкість газу в Кассіопеї А становить приблизно 21,6 млн км/год. Така швидкість робить її однією з найшвидших ударних хвиль, що будь-коли спостерігались у залишках наднової. Все тому, що цей залишок від вибуху ще молодий. Світло від Кассіопеї А досягло Землі в 1970 році. Але згодом ударні хвилі втрачають свій імпульс у своєму оточенні та сповільнюються.
Структура ударної хвилі
Кассіопея А складається з двох основних смуг газу, що розширюються: внутрішньої та зовнішньої оболонок. Вони є двома половинками однієї й тієї ж ударної хвилі. Більшою частиною туманності внутрішня та зовнішня оболонки рухаються з однаковою швидкістю та в одному напрямку. Але в західній області вони рухаються у протилежних напрямках: зовнішня оболонка все ще розширюється назовні, а внутрішня рухається назад до того місця, де зірка вибухнула.
Зворотний поштовх відступає зі швидкістю приблизно 6,9 млн км/год, що становить майже третину середньої швидкості розширення решти туманності. Але що справді спантеличило дослідників, це те, наскільки швидко розширювалася зовнішня оболонка у порівнянні з внутрішньою, яка відступає, у цьому регіоні. Дослідники очікували, що зовнішня оболонка розширюватиметься з меншою швидкістю у порівнянні з рештою ударної хвилі. «Це було цілковитою несподіванкою», — сказав Вінк.
Космічне зіткнення
За словами Вінка, незвичайне розширення у західній області Кассіопеї А не відповідає теоретичним моделям наднових. Вчені припускають, що з ударною хвилею після вибуху зорі трапилося щось незрозуміле.
Найімовірнішим поясненням є те, що ударна хвиля зіткнулася з іншою газовою оболонкою, яка, ймовірно, була викинута зорею до того, як вона вибухнула. Коли ударна хвиля зіткнулася з цим газом, вона могла сповільнитись і створити наростання тиску, що штовхнуло внутрішню оболонку назад до центру.
Дослідники вважають, що унікальний спосіб смерті вихідної зорі може пояснити нерівномірність ударної хвилі. За словами Вінка, Кассіопея А є результатом спалаху наднової типу IIb, коли масивна зоря вибухнула після того, як майже повністю скинула свої зовнішні шари.
«Рентгенівські оцінки показують, що маса світила під час вибуху була приблизно в 18 разів більша за масу Сонця. Це означає, що перед вибухом зоря втратила приблизно 2/3 своєї маси, більшу частину якої становив водень. Ударна хвиля могла пізніше зіткнутися з цим газом», — припустив Вінк.
Однак ніхто точно не знає, що саме підживлює нерівномірну ударну хвилю Кассіопеї А. Дослідження було опубліковане на сервері препринтів arXiv.
Нагадаємо, що раніше вчені в деталях розглянули останки наднової Кассіопеї А.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтесь: https://t.me/ustmagazine
