Ударната вълна на остатъка от свръхновата Касиопея А се движи назад

Остатъкът от свръхновата Касиопея А се намира на 11 000 светлинни години от Земята и е един от най-близките и най-младите известни обекти от този вид. Самият взрив в съзвездието Касиопея е можел да се наблюдава през втората половина на XVII век, но поради мощното поглъщане в праховия диск на Галактиката той не е впечатлил земните наблюдатели. Вероятно английският астроном Джон Фламстийд през 1680 г. го е видял като неясна звезда от шеста величина на границата на видимост с невъоръжено око.

Междузвездното поглъщане затруднява изучаването на много обекти в Млечния път, но с развитието на многовълновата астрономия остатъкът от тази свръхнова се превръща в удобен обект за изследване. В други диапазони на електромагнитното лъчение поглъщането е по-слабо, отколкото в оптичното, и образувалата се мъглявина, подобно на много други обекти в Галактиката, може да се види и изследва във всички детайли.

Млечният път е по-древен, отколкото смятаха учените

В скорошно изследване учени начело с Яко Винк от Амстердамския университет са изучили остатъка от свръхновата Касиопея А в рентгеновия диапазон. За тази цел те сравнили и обработили серия архивни снимки на космическата обсерватория „Чандра“, направени за период от 19 години. Оригиналната статия с резултатите от изследването е публикувана на сайта за препринт arxiv.org.

Логично е да се предположи, че плазмените облаци, генерирани от такъв мощен взрив като свръхнова, трябва да се разширяват равномерно във всички посоки, като надуваем балон. Но такава представа се оказва далече от истината.

Остатъкът от свръхновата Касиопея А се състои от облак плазма, който се разширява неравномерно със средна скорост от 5800 километра в секунда, и в него могат да се различат две концентрични ударни вълни. Външната приблизително съвпада с външния край на мъглявината, докато вътрешната ударна вълна се разпространява срещу посоката на самата плазм със средна скорост от 3000 километра в секунда.

В западния участък на ударната вълна тази скорост достига 8000 километра в секунда и надвишава по величина скоростта на самия поток. По такъв начин даденият участък сам се движи към центъра на мъглявината със скорост до 2000 километра в секунда, подобно на това как вълните могат да се издигат срещу течението на река.

Внимателният анализ на серията от снимки разкрил и друг необичаен факт – ускорението на външната вълна в същата област, достигащо 0,5 километра в секунда за година. Обикновено ударните вълни от взривове на свръхнови с времето само се забавят, срещайки съпротивлението на изхвърлените по-рано обвивки и междузвездната среда.

Учените предлагат следния механизъм за наблюдаваната картина. Взривилата се звезда се е появила като масивно светило с маса 15-25 слънчеви. Малко преди експлозията тя изцяло е изхвърлила външната обвивка, в която се е образувало уплътнение в западната част.

В случая с прародителката на Касиопея А все още не е известно с какво е била свързана тази загуба – възможно е съседен компонент да е помогнал за премахването на обвивката, който по-късно е била погълнат от нея или се е взривил. Но отделянето на обвивката я е превърнало в звезда на Волф-Райе с маса от само четири-шест слънчеви, с огромна светимост и силен звезден вятър. Този вятър е изчистил непосредствената околност от изхвърления материал, а след това звездата се е взривила.

Гигантски мехури в центъра на Млечния път били образувани от свръхмасивната черна дупка

Изхвърленият при взрива на свръхновата горещ материал с висока скорост се е сблъскал с вътрешния край на изхвърлената по-рано обвивка и е предизвикал скок в температурата и налягането. Именно той е провокирал двата наблюдавани ефекта. Първоначално се е образувал втората ударна вълна, разпространяваща се срещу насрещния поток в разредените вътрешни области на остатъка от свръхновата. След това изходната вълна е преминала през обвивката и вероятно се е фокусирала в уплътнения участък от обвивката, което е довело до нейното ускорение.

Сама по себе си сложната динамика на движението на веществото в остатъците от свръхнови е известно явление. Тя се предизвиква от сложността на процесите, протичащи на късните етапи от еволюцията на масивните звезди: и изхвърлянето на обвивките, и самата експлозия се характеризират със значителна асиметрия. Много подробности за тези сложни и разнообразни явления все още остават неизследвани.

ВИЖТЕ ОЩЕ: Анатомия на галактиката. Учени създадоха първата карта на една от "костите" на Млечния път