ТАЙНА КОЛЕЦ СВЕРХНОВОЙРезультаты моделирования структуры колец в сверхновой 1987А (из статьи Морриса и Подсядловского [T. Morris, Ph. Podsiadlowski] astro-ph/0703317).
На основе трехмерного численного модерирования показано, что тройная система колец в остатке сверхновой 1987А может объясняться тем, что взорвавшаяся звезда образовалась в результате слияния компонент двойной системы. В 2007 исполнилось 20 лет с момента обнаружения вспышки сверхновой в Большом Магеллановом облаке. Конечно, сама вспышка произошла примерно 160-170 тысяч лет назад, столько нужно времени, чтобы свет преодолел расстояние, разделяющее нас и карликовый спутник нашей Галактики, но мы, скорее по привычке, будет говорить о "вспышке 1987 года".
Это была первая сверхновая со времен Кеплера (1604 г.), видимая невооруженным глазом. Наблюдения позволили получить массу информации о сверхновой, что дало возможность существенно продвинуться в понимании физики взрывов звезд. Благодаря близости Большого Магелланова облака впервые удалось обнаружить на архивных снимках предсверхновую, т.е. взорвавшуюся звезду. Кроме того, в 1987 году работали нейтринные детекторы, поэтому впервые ученые смогли зарегистрировать нейтринный сигнал от взрыва. Но это еще не все. Все эти 20 лет, прошедшие с момента взрыва , ученые следили за эволюцией остатка сверхновой. Всем известны красивейшие изображения этого объекта. Особенно поражает система колец (к тому же совершенно случайно на остаток спроецировались две звездочки, превратившие два кольца в перстни с бриллиантами). Как же эти кольца образовались?
Чтобы понять структуру колец, нужно представить трехмерную картину. Представьте песочные часы. Меньшее и более яркое кольцо в центре соответствует "талии" часов. А два больших кольца расположены сверху и снизу (на расстоянии примерно 0.4 парсека от плоскости внутреннего кольца). Все кольца находятся примерно на одной оси. На самом деле, аналогия с песочными часами не полна (нет стенок часов), тем не менее, она помогает представить себе структуру.
Кольца не были выброшены при взрыве сверхновой. Расстояние внешних колец от места взрыва составляет более светового года, соответственно, они не могли "долететь" туда с разумной скоростью (тем более, что кинематика колец известна). Значит, они существовали и до вспышки. Просто взрыв "подсветил" их. В модели, которую мы будем обсуждать, более мощное излучение соответствует большей плотности газа. Появление этих уплотнений авторы модели связывают с тем, что предсверхновая появилась как результат слияния двух звезд.
Необычные свойства самой сверхновой (химические аномалии) вкупе с данными по звезде-прародительнице давно наводили ученых на мысль о том, что голубой сверхгигант Sk -69o202 был результатом слияния двух массивных звезд. Но доказать это очень непросто. Возможно, что успешное объяснение свойств колец станет решающим пунктом.
И внутреннее, и оба внешних кольца связаны с истечением вещества от предсверхновой. За прошедшие 20 лет появлялось множество моделей, призванных объяснить происхождение колец. Однако они не учитывали особенности распределения вещества вокруг звезды перед взрывом, связанные со слиянием. Вероятно поэтому ни одна модель не могла объяснить весь набор наблюдаемых параметров.
Рассмотрим двойную систему, состоящую из двух звезд с массами примерно 15 и 5 солнечных. Более массивная звезда эволюционирует быстрее. Водород в ядре выгорает, и она уходит с главной последовательности. Затем звезда расширяется, и начинается перенос вещества с одного компонента на другой. Перенос масс в такой системе неустойчив, т.е. вторая звезда не может "усвоить" все падающее на нее вещество, поскольку темп переноса слишком велик. Поэтому формируется т.н. "общая оболочка". Т.е. двойная система оказывается погруженной в облако газа. В такой ситуации компоненты двойной начинают сближаться, т.к. угловой момент уносится из системы вместе с веществом оболочки. Т.о., часть вещества общей оболочки выбрасывается. Наконец, звезды сливаются.
Сразу после слияния образуется красный сверхгигант. Это звезда с относительно холодными (а потому красными) внешними слоями и гигантским радиусом, который составляет около 1500 солнечных. Основная масса звезды сосредоточена в гигантской разреженной оболочке. После слияния образовавшаяся звезда быстро вращается (конечно, быстро лишь для своего гигантского размера). Поэтому форма ее не сферическая. Часть вещества оттекает, унося избыточный угловой момент. Звезда меняет свой облик. Она сжимается, и через 1000 лет после слияния возникает голубой гигант. Голубой цвет связан с высокой температурой во внешних слоях. Он гораздо компактнее и легче, чем красный сверхгигант. Ведь несколько солнечных масс может быть потеряно звездой за счет оттекающего вещества.
В процессе слияния и сброса части общей оболочки, т.е. еще до появления голубого гиганта, уже образовались "зародыши" внешних колец. "Зародыш" внутреннего кольца появился из-за того, что при переходе от красного гиганта к голубому имело место экваториальное истечение вещества.
Голубой гигант начинает испускать мощный звездный ветер. Вещество ветра сталкивается с веществом сброшенной оболочки. Области высокой плотности выносятся ветром голубого гиганта на большее расстояние. Так образуются внешние кольца. Внутреннее кольцо приобретает свой окончательный облик благодаря взаимодействию ветра голубого гиганта с веществом вытекшим ранее в экваториальной плоскости.
. Кроме объяснения внешнего вида всей системы удалось также описать кинематические свойства колец. Т.о., есть серьезные аргументы в пользу того, что рассмотренная модель верна. Т.е. сверхновая 1987А обязана своим удивительным свойствам слиянию двух звезд.
http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/a ... 70314.html