Сверхновые – «звездные фабрики» химических элементов

Одна из самых известных фраз Карла Сагана гласит, что все мы сделаны из звездной пыли. На самом деле это не художественное преувеличение: фраза весьма неплохо описывает реальную картину. Все элементы тяжелее бериллия во Вселенной образовались в результате различных процессов, так или иначе связанных с эволюцией звезд или их производных.

Значительный вклад в производство тяжелых элементов внесли сверхновые. Их по праву можно назвать «звездными фабриками». Вещество, выбрасываемое ими в окружающее пространство, сделало возможным формирование каменистых тел, в том числе и нашей Земли. Современные телескопы, ведущие наблюдения практически во всех диапазонах электромагнитного спектра, открыли перед нами невероятное разнообразие остатков сверхновых и позволили увидеть процесс разлета выброшенного при их взрывах вещества во всем его великолепии.

Сверхновая Тихо

Остаток Сверхновой Тихо, получившей свое название в честь великого датского астронома Тихо Браге (Tycho Brahe) – именно он 6 ноября 1572 г. заметил появление на небе новой яркой звезды и внес значительный вклад в ее изучение. Этот день считается концом представлений о вечности и неизменности «сферы неподвижных звезд».

Представленный снимок получен рентгеновским телескопом Chandra. Красным цветом обозначено излучение низкоэнергетической части диапазона, наблюдаемого этим инструментом. Его испускает вещество, выброшенное во время взрыва. Голубым цветом показаны рентгеновские фотоны высоких энергий. Они соответствуют ударной волне, насыщенной высокоэнергетическими электронами, и образуют необычный узор, состоящий из полос. Подобные структуры ранее не наблюдались в других остатках сверхновых.

Кассиопея А – наиболее мощный радиоисточник земного неба (не считая Солнца), открытый в 1948 г. Два года спустя в той же точке небесной сферы удалось идентифицировать слабую туманность, после чего астрономам стало ясно, что они имеют дело с остатком Сверхновой, вспышка которой должна была наблюдаться во второй половине XVII века. Тем не менее, несмотря на ее благоприятное расположение для жителей Северного полушария, никто из ученых того времени никакой подобной вспышки не видел (во всяком случае, достоверные сообщения об этом отсутствуют). Возможно, это связано с большим количеством пыли, выброшенной при взрыве звезды и поглотившей излучение оптического диапазона.

Кассиопея А

Приведенное изображение составлено на основе данных, полученных при фотографировании в видимом свете телескопом Hubble (золотистый условный цвет), и снимков рентгеновского телескопа Chandra (красный, зеленый, голубой цвета). На врезке показана предполагаемая структура нейтронной звезды, расположенной в центре остатка.

Нейтронные звезды являются самыми плотными материальными объектами Вселенной. По мере погружения к центру их плотность увеличивается. Оранжевым цветом на схеме обозначена кора, красным – ядро, вероятно, состоящее из твердой внешней оболочки и сердцевины, вещество в которой пребывает в «сверхтекучем» состоянии.

Сверхновая N49

Остаток Сверхновой N49 находится в Большом Магеллановом Облаке, на расстоянии около 160 тыс. световых лет. Иногда его образно называют «космической пулей». Это связано с тем, что на снимках, сделанных рентгеновским телескопом Chandra, астрономы идентифицировали объект, движущийся со скоростью около 1400 км/с от расположенного в центре N49 мощного источника рентгеновского и гамма-излучения, по всей видимости, представляющего собой нейтронную звезду.

В честь 10-летия начала своей работы на околоземной орбите космический телескоп Chandra сфотографировал один из наиболее удаленных из всех известных остатков сверхновых — 1Е0102.2-7219 в Малом Магеллановом Облаке (расстояние до него оценивается в 190 тыс. световых лет).

Сверхновая 1Е0102.2-7219

Здесь его рентгеновский снимок представлен наложенным на изображение в оптическом диапазоне, полученное орбитальной обсерваторией Hubble.

Остаток Сверхновой SN 1006 удален от нас на 7100 световых лет. Она наблюдалась на земном небе китайскими и арабскими астрономами в 1006 г.

Сверхновая SN 1006

Согласно летописям, звезда светила столь ярко, что ночью в ее сиянии были хорошо различимы предметы. Некоторые внимательные астрономы сумели разглядеть ее в дневное время.

Остаток Сверхновой IC 443, также известный как туманность «Медуза», расположен на расстоянии 5 тыс. световых лет от Солнца.

Сверхновая IC 443

Данное изображение составлено по результатам съемки орбитальной гамма-обсерватории Fermi (пурпурный условный цвет) и инфракрасного телескопа WISE (синий цвет соответствует излучению с длиной волны 3,4 мкм, голубой — 4,6 мкм, зеленый – 12 мкм, красный — 22 мкм); желтый цвет отображает видимый диапазон. Голубые петли указывают на регионы, где вещество, выброшенное при взрыве сверхновой, взаимодействует с плотными облаками межзвездного газа.