Сверхновые. Где ложь, а где правда?

8-е марта 2009 года. Я долго не мог приступить к пересмотру этой страницы. Она была написана весной 2000-го года.

Пересматривать эту страницу сложно по ряду причин, главными из которых являются следующие три причины: проблема недр, проблема эволюции, проблема размножения.

Проблема недр.

Основой к написанию это страницы послужило осознание идеи о том, что недра звезды могут оголяться от вещества за счет давления излучения.

Представляете? Свет выдавливает вещество из центра массивной звезды! Сложно, да? Согласно Архимеду более плотное вещество должно погружаться вниз, а легкое выталкиваться вверх. Но если мы прикинем, что свет при температуре порядка миллиарда градусов еще имеет и массовую плотность, почти в десять раз больше, чем плотность воды, то "фотонная пустота", с массой в несколько тонн на метр кубический, уже вовсе не пустота! Эта идея недр, заполненных излучением, так захватила, что вскоре я пришел к идее Эффекта Арки. Эффект Арки давал еще одну причину, опустошающую недра массивного объекта от обычного вещества. Несколько лет я потратил на его разные доказательства: логическое, аналитическое, математическое, историческое, программное. 1, 2, 3, 4, 5, 6. 7, 8. Всё шло прекрасно, аж до весны 2008 года, когда я попытался получить еще одно доказательство, модельное. Увы, модель газа, связанного силами гравитации, не доказала ни новую, арочную теорию, ни безарочную. Но работа с программами показала, что температура недр массивных звезд не может иметь тех значений (миллиард градусов), которыми я наделял недра массивных звезд еще до осознания Эффекта Арки.

Вот примеры того, что дает моя программа, решающая систему дифференциальных уравнений для звезд разной массы, и строящая графики основных физических величин: давления, плотности, температуры.

Объект, подобный Солнцу: M = 1M_Солн; R = 1R_Солн.

Наша модель, с учетом Эффекта Арки. d(p+p')/dr = -(r+r')g+2p/r	Безарочная модель. d(p+p')/dr = -(r+r')g
Tцентр = 7.66 миллионов К. pmax=8.4*108атм при r=0.56R Плотность rmax=2.5 т/м3 при r=0.632R	Tцентр=18 миллионов К. pmax =7.96*109атм в центре. rmax=7.8 т/м3 в центре.

Желтый - давление излучения; красный - давление вещества; оранжевый - общее давление, зеленый плотность, белый - температура, голубой - ускорение g. Как видим, арочная модель дает нам почти нулевые давление и плотность в центре Солнца; безарочная модель дает почти то же, что дает стандартная модель, описанная в учебниках. В стандартной модели учитываются ядерные источники, а в системе уравнений учитывается перенос энергии. В нашей программе источники энергии не учитываются, но мы можем самостоятельно задавать градиент температуры в разумных пределах в соответствии с ускорением g(r).

А что мы получим, если запустим программу для звезд с массами, побольше солнечной, к примеру, в 70 раз?

M = 70M_Солн; R = 500R_Солн.

Tцентр = 363 тысяч К. pmax. =45 атм при r=0.74R. rmax=1.86 г/м3 при r=0.88R.	Tцентр = 391 тысяч К. pmax. = 58 атм в центре. rmax=1.81 г/м3 при r=0,87R.

С ума сойти! Воздушный шарик, в обоих моделях! Посмотрите на безарочную модель, - правые графики. Они почти такие же, что и в нашей арочной модели! А в стандартной модели утверждается, что максимумы давления и плотности приходятся на центры звезд. Только вот возникает вопрос, а правильно ли решены системы дифференциальных уравнений в стандартной модели, отягощенной источниками энергии, конвективными и/или лучевыми переносами энергии?

Обратите внимание на значения полученных величин. Температуры недр массивных звезд имеющими большие радиусы исчисляются всего лишь сотнями тысяч градусов! Ядерные реакции в таких звездах невозможны. Но что произойдет, если мы уменьшим радиус в десять раз.

Берем объект с M = 70M_Солн; R = 50R_Солн.
Получаем почти в точности такие же графики, но температура поднимется примерно в 10 раз, общее давление поднимется в 10⁴ раз, потому что оно сейчас зависит главным образом от излучения. Плотность увеличится в 10³ раз. Вывод: Масса звезды играет определяющую роль в изменении вида графиков; радиус звезды играет определяющую роль в изменении значений физических величин.

Давайте посмотрим на объекты с параметрами, близкими к предсверхновой SN 1987A.

Объект с массой M = 20M_Солн; R = 50R_Солн; m=1,5 а.е.м; dT/dr = -(2/5)mg/k.

Tцентр = 1.9 миллионов К.. pmax. = 44 тыс. атм. при r=0,64R. rmax=0,41 кг/м3 при r=0,78R	Tцентр=2,34 миллионов К. pmax. =78 тыс. атм. в центре. rmax=0,4 кг/м3 при r=0,742R

Как видим, давление излучения оголило центры от вещества в обоих моделях. Оболочка сверхгиганта имеет максимальную плотность примерно в 2000 раз меньше, чем плотность воды. Давайте посмотрим, что произойдет при изменении градиента температуры, и заменим dT/dr = -(2/5)mg/k на dT/dr = -(2/3)mg/k.

Tцентр = 1.79 миллионов К.. pmax. = 32 тыс. атм. при r=0,76R. rmax=0,41 кг/м3 при r=0,9R	Tцентр=2,1 миллионов К. pmax. = 41 тыс. атм. в центре. rmax=0,39 кг/м3 при r=0,89R

Вывод: Работа с программой показала, что в звездах-гигантах с массами, в десятки раз больше массы Солнца, возникает фотонная полость, и в арочной модели, и в безарочной. Объекты с массами, порядка ста масс Солнца и выше, невозможны, поскольку оболочка становится слишком тонкой. Температуры фотонных полостей сверхгигантов сравнительно низкие, порядка миллиона градусов, а то и ниже.

Проблема эволюции

Это вторая причина почему пересматривать эту страницу сложно.

Эволюция. Развитие. Изменение.

А было ли Начало?

Это вопрос который ставит себе человек в юности, и однажды, накопив знаний и приблизившись к ответу, он займет какую-то одну из взаимоисключающих позиций, и далее он уже вряд ли сумеет изменить свою точку зрения. Это основополагающий мировоззренческий вопрос.  И на него нужно отвечать честно, основываясь нее только на законы физики, но и космологии, и биологии, и, наконец, - философии.

В связи с тем, что здесь возможны два ответа: "да", "нет", то в науке должно существовать два равноправных течения. Увы, наука показала свою религиозность, - лагерь большинства захватил лидирующие позиции в науке и очистил руководящую верхушку науки от меньшинства.

Победу "одержали" те, кто говорит, что было Начало. Но правы ли они, - ведь спор в науке не решается большинством голосов. Спор должен быть решен экспериментом. А если эксперимент невозможен, или если мало наблюдательных данных?

Родоначальником Эволюционной Вселенной является конечно же не сбежавший в Америку жулик из Одессы, Георгий (Джордж) Гамов, не Виллем де Ситтер, не Фридман и не священнослужитель Жорж Леметр,

Всё было предрешено значительно раньше. Рудольф Клаузиус (1822-1888) провел анализ работы тепловых двигателей и, резюмируя первое и второе начало термодинамики, сформулировал космологический принцип:

Энергия Вселенной постоянна.
Энтропия Вселенной стремится к максимуму.

Но это ведь гипотеза! Тепловые двигатели находятся на поверхности Земли, и не надо распространять гипотезу на всю Землю и всю Вселенную. Сама Земля, как массивный объект, поглощающий энергию вакуума, может быть "вечным двигателем".  Современники Клаузиуса говорили о поглощении эфира, и вполне могли сказать о накачке недр звезд и планет энергией, а, соответственно, и об убыли энтропии в гравитационном процессе. Но сказанное требовало фактов и математических выкладок. Сейчас мы можем привести множество фактов. К примеру, Ио, спутник Юпитера, буквально кишит вулканами! Почему? Но во времена Клаузиуса и с фактами, и с выкладками было проблематично. Поэтому научное сообщество, "не измышляя гипотез", продолжало развивать философски ошибочную идею Клаузиуса.

Цитирую Илью Пригожина "Современная Термодинамика", стр.20.

...Из повседневного опыта известно, что если физическая система изолирована, то её состояние, определяемое такими макроскопическими переменными, как давление, температура и химический состав, необратимо эволюционирует к инвариантному во времени состоянию, в котором в системе не наблюдается никаких физических или химических изменений. Температура во всех частях системы, находящейся в таком состоянии, становится одинаковой. Такое состояние называется состоянием термодинамического равновесия...

Позвольте, это было известно из повседневного опыта в XVIII веке. А сейчас мы знаем, что температура воздуха падает с высотой, а при погружении вглубь Земли температура растет. Это изменение температуры могло бы быть равновесным, т.е. не приводящим к переносу теплоты из более нагретых нижних слоев в верхние. Но признание наличия гравитационного градиента температуры означает то, что при определенных условиях тепло может передаваться их холодной среды в более теплую, а это опровергает идею термодинамического равновесия, устанавливающегося лишь при одинаковой температуре. Логически вполне законно другое: термодинамическое равновесие может устанавливаться при разных температурах между слоями, если эти концентрические слои расположены на разном расстоянии от центра в объекте, связанном силами гравитации. Эта идея сложна не только для обывателя, но и для крупного специалиста. Поэтому многие, кто её высказывал, проиграли. Среди выдающихся ученых, проигравших этот спор, наиболее известен  Лошмидт.

Гипотеза Клаузиуса, приводящая к тепловой смерти Вселенной, получила развитие в гипотезе Большого Взрыва, описывающей Начало. Согласно гипотезе БВ, Вселенная образовалась порядка 13 млрд. лет назад. Эту идею с удовольствием подхватила Церковь. Но далее, по теории БВ, звезды выгорят, погаснут и Вселенная превратится в кладбище потухших звезд. Те, кто сопротивлялся идее тепловой смерти Вселенной, были лишены права преподавания и изгнаны из университетов. Среди пострадавших, наиболее известным является Фрэд Хойл. Кстати, термин "большой взрыв" впервые был высказан именно Хойлом, когда он выступал по радио и насмехался над моделью, имеющей Начало. Термин "big bang" по Хойлу означал "большая хлопушка".

Так или иначе, но примитивная гипотеза Большого Взрыва оказалась проще. Она не требует поиска истинных источников звездной энергии. В гипотезе БВ достаточно того, что дал Бог на момент Творения Вселенной.

Итак, ложная космология построена на ложной философском представлении Клаузиуса.
Следствием ложной космологии является построение ложной астрофизики, не имеющей идей возобновляемых источников энергии.
Частными случаями ложной астрофизики являются модели конечной стадии в эволюции звезд, - события взрывов под названиями "новые" и "сверхновые".

Очевидно, что внутреннее строение предсверхновых, и  сам процесс коллапса/взрыва могут выглядеть совершенно различно в  эволюционной и стационарной моделях Вселенной. Но в первом случае достаточно пользоваться ложной идеей отсутствия истинных источников энергии, а во втором случае их надо экспериментально и теоретически обосновывать.

Проблема размножения.

Лично для меня эта проблема возникла как снежный ком в конце 2008 года, хотя другие люди уже сделали некоторые шаги на этом пути. Эта проблема тесно связана с проблемой выше, эволюционирует ли наша Вселенная, или же она Стационарна?

Стационарная модель не отрицает эволюцию объектов во Вселенной, но отрицает эволюцию Вселенной в целом. Вселенная вечна. Энергия во Вселенной сохраняется. Энтропия сохраняется. Информация сохраняется.

Последнее означает, что жизнь во Вселенной множественна и вечна. Переносится от звезды к звезде, в соответствии с идеей Панспермии, которую развивал вышеупомянутый Фрэд Хойл. Лучший способ размножений биосфер и цивилизаций это взрыв планеты, на которой цивилизация достигла репродуктивного возраста. Предполагается, что взрыв планеты может быть осуществлен путем инициирования микроскопического магнитного/гравитационного коллапса на одной из современных физических установок. Микроскопический коллапс остановить будет невозможно и он закончится образованием зародыша нейтронной звезды и сбросом планетной оболочки в космос. Семена биосферы и цивилизации улетят в ледяных кометах к другим звездным системам, а зародыш нейтронной звезды начнет падать по спирали на свою звезду. В зависимости от массы (см. графики выше) зародыш либо провалится сквозь разреженную оболочку гиганта к центру и со временем произойдет взрыв сверхновой, либо будет скользить по выталкивающей диамагнитной плазме более массивного объекта, пожирая его порциями, и, взрываясь как новая с интервалами порядка десяти лет.

Оценочный расчет показывает, что только в нашей Галактике может ежегодно погибать несколько (1-10) цивилизаций. Сравнивая это число с числом ежегодно взрывающихся новых (~100) и сверхновых (~0,01) в нашей Галактике, приходим к выводу, что большая часть или все эти взрывы созданы искусственно, то есть это репродуктивные акты самоубийств цивилизаций. Взрывы новых и сверхновых это траурные марши по этим погибшим цивилизациям. Причем оркестры некоторых новых играют по нескольку раз с интервалом в десятки лет, поэтому число (~100)  надо разделить на (10-100) и получаем число (1-10), совпадающее с числом ежегодно погибающих цивилизаций. Согласитесь, в Вечно Молодой Вселенной цивилизация не может исчезнуть просто так, тихонечко. Закон размножения требует наличия мощных взрывов планет, сопровождающихся взрывами звезд. Взрыв планеты сообщает образующимся кометам скорости 10-100 км/с, а последующий взрыв звезды создает попутный ветер, дополнительно ускоряя разлетающиеся кометы, переносчики семян жизни.       

Таким образом, с учетом проблемы размножения, гипотеза 2000 года может быть чуть-чуть подправлена. Взрыв сверхновой происходит не в результате прогорания оболочки, а в результате падения на звезду зародыша нейтронной звезды, т.е. магнитной дыры, остатка от взорвавшейся планеты.

Учет проблемы недр приводит к значительному уменьшению температуры фотонной полости. Эндотермические ядерные реакции, с накоплением энергии впрок, для последующего взрыва звезды, как громадной водородной бомбы возможны не в массивных гигантах, а в массивных карликах. 

Учитывать проблему эволюции звезд и особенно химической эволюции наиболее сложно. Она остается пока в зачаточном состоянии.

Текст ниже написан в 2000-ом году. Красным цветом я вношу поправки от 2009 года.

В феврале 1987 года астрономам удалось пронаблюдать взрыв ярчайшей сверхновой за последние сотни лет, которая преподнесла много сюрпризов. Несмотря на то, что взрывы сверхновых во Вселенной довольно частое событие, близко от нас взрывается мало сверхновых. Сверхновая 1987 года взорвалась в Большом Магеллановом Облаке, спутнике нашей Галактики.

До этого последнюю сверхновую в нашей Галактике наблюдал Иоганн Кеплер в 1604 году. А еще раньше, в 1054 году, взорвалась сверхновая, останки которой мы теперь наблюдаем в виде Крабовидной туманности, внутри которой обнаружен пульсар, вспыхивающий с периодом 0.033 секунды.

Крабовидная туманность.

Сверхновые, взрывающиеся в других галактиках, сейчас привлекают большое внимание, поскольку с их помощью сейчас уточняется константа Хаббла и геометрия Вселенной. Для этой цели отбирают сверхновые типа Iа, как "стандартные свечи". Однако в далеких галактиках сложно определить тип звезды, которая была до взрыва. Определение типа взрывающейся звезды помогло бы уточнить эволюционные модели звезд.

Так, в этой работе, в отличие от существующих моделей, предполагается, что пространство-время материально, то есть, способно принимать участие в энергообмене. Если в общепризнанных моделях конечным этапом эволюции массивных звезд является красный сверхгигант, и он должен взорваться как сверхновая, то в нашей модели, конечным этапом будет взрыв голубой горячей звезды. Изучение фотопластинок полученных до взрыва сверхновой 1987А показал, что взорвался голубой сверхгигант.

Если существует приток вакуумной энергии к звезде, а это в данной работе просчитано (1, 2, 3), то сценарий эволюции массивных звезд в этой модели сильно отличается от сценариев в моделях, где удельная энергия вакуума равна нулю. Уточним написанное курсивом. Современные горе-ученые ввели темную энергию, которой тьма тьмущая во Вселенной, но эта энергия не поглощается звездами, а служит костылем, для ускоренно расширяющейся модели БВ. Поэтому, курсив перепишем так: где нет процесса передачи энергии от поглощаемого вакуума к поглощающему веществу.

Что такое сверхновая?

Сверхновая это событие, взрывной конец звездной жизни, происходящий в результате коллапса внутренних частей звезды в черную дыру или нейтронную звезду. Предполагается, что сверхновые являются поставщиками тяжелых элементов во Вселенной. Элементы, необходимые для жизни, кислород, углерод, а также более тяжелые, производятся в звезде в процессе нуклеосинтеза. Во время взрыва звезды эти элементы, вместе с оболочкой коллапсирующей звезды, выбрасываются во Вселенную, где они повторно используются в звездах и планетах.

Сверхновые в процессе взрыва обладают огромной светимостью и поэтому, они могут использоваться, как маяки для определения расстояний во Вселенной.

Яркая звездочка слева внизу на этом фото прекрасно иллюстрирует, что она ярче миллиардов других звезд, входящих в эту далекую галактику.

Типы сверхновых.

Сверхновые делятся на два главные типа (I и II), в зависимости от того, есть ли линии водорода в их спектрах. Тип I не имеет линий водорода. В дальнейшей классификации: тип Ia содержит линии поглощения кремния; тип Ib содержит гелий, но не содержит линий кремния; тип Ic - мало кремния и мало или нет гелия. Тип II-L - линейный спад светимости во времени; тип II-P - содержит плоский участок на графике светимости длительностью в несколько недель.

Сверхновые первого типа находят в эллиптических галактиках или в балджах и гало спиральных галактик. Сверхновые второго типа наблюдают в спиральных рукавах галактик. Сверхновые первого типа обычно на две звездные величины ярче, чем звезды второго типа, и распадаются быстрее. Взрывы второго типа обычно менее ярки и типично содержат плато на кривых светимости.

Предполагается, что приведенная классификация сверхновых является результатом разного взрывного механизма звезды. В широком смысле тип Ia проявляется в результате взрыва белого карлика при пополнении его массы свыше критической. Взрывы второго типа происходят в результате гравитационного коллапса звездного ядра, что является уникальным явлением для массивных звезд. Типы Ib и Ic тоже наиболее вероятно связаны с ядерным коллапсом, происходящем в тесной двойной системе.  

Сверхновая 1987 года.

Сверхновая SN 1987A относится ко второму типу сверхновых. Эта сверхновая является конечной стадией звезды Сандулек -69^о 202, (Sk1), жившей в Большом Магеллановом Облаке, спутнике нашей Галактики. По архивным фотографиям выяснили, что звезда имела примерно такие физические параметры:
Т_эф = 16000 К;
L = 1,3·10⁵L_Sun;
M = (15-25)M_Sun;
R = 47R_Sun.

Предполагается, что звезда Sk1 родилась примерно 11 миллионов лет назад. За это время она поэтапно расходовала свое ядерное горючее: водород, гелий, углерод, кислород, неон, кремний, превратившись в некоторое подобие луковицы, с образованием железного ядра в центре звезды:

После того как масса ядра этой звезды достигла критического значения, порядка 1,4 массы Солнца, ядро начало сжиматься, коллапсировать. Это послужило результатом последующего взрыва звезды и сброса оболочки.

Взрыв звезды произошел примерно 168 тысяч лет назад, а увидели мы его, когда свет от взрыва достиг Земли, 23 февраля 1987 года.

Неожиданный результат.

До 1987 года было чуть ли не прописной истиной, что Вселенная эволюционирует. Согласно этой точке зрения, звезды не имеют никаких источников энергии, кроме ядерных. Поэтому вполне закономерно, что после исчерпания этих источников, массивная звезда становится красным гигантом и взрывается. Это уже вошло как наблюдательных факт во все учебники по астрономии, хотя до 1987 года никто не мог отождествить на самом деле, какая же звезда взрывается как сверхновая.

И вот, чудо! Астрономы обнаружили что предшественницей SN 1987A был не красный, а голубой сверхгигант.

Ура!!!!!! Мы, стацинарщики, победили! Мы ведь говорили что красные сверхгиганты это молодые звезды, а голубые - старые.

Но радоваться пришлось не много. БВ-шники сделали петлю на своих графиках, и сказали, что перед самым взрывом красный сверхгигант превратился в голубой. Вот и все!

Была ли гравитационная волна?^[1]

Гравитационная антенна в Риме работающая при комнатной температуре. По современным представлениям несимметричный коллапс или взрыв сверхновой должен сопровождаться гравитационным излучением. Был проведен анализ результатов риской гравитационной антенны в связи с эффектом в детекторе LSD в период взрыва сверхновой СН 1987А. Анализ показал, что антенна зарегистрировала увеличение энергии примерно в 6 раз относительно среднего шума в 2:52:35,4 +/- 0,5 с UT. Это на 1,4 +/- 0,5 с опережает первый импульс в пачке из 5 импульсов, измеренных LSD. Авторы работы утверждают, что в это время не было зафиксировано ни электромагнитных, ни сейсмических наводок. Частота имитации измеренной конфигурации событий фоном 1 раз в 2 часа...

Заметим, что попытка связать импульс, зарегистрированный римской антенной в 2:52 UT 23.2.87 г, со вспышкой сверхновой СН 1987А приводит к энергии, как минимум, в сотни раз превышающей энергию гравитационного излучения при стандартном коллапсе. Таким образом, видно, что интерпретация эффектов, наблюдаемых группой детекторов 23.2.87 г., как регистрации нейтринного или гравитационного излучения при коллапсе звезды в БМО встречает большие трудности. Прежде всего энергия нейтринного излучения как минимум на порядок превышает энергию связи нейтронной звезды. Помимо этого, пока нет удовлетворительного объяснения "двухступенчатого" коллапса (2:52 UT и 7:35 UT) и противоречий в результатах трех детекторов вблизи 7:36 UT...

В трех нейтринных детекторах LSD, KII и IBM, расположенных в разных концах земного шара, 23 февраля 1987 г. зарегистрированы короткие пачки импульсов. Каждый из этих импульсов удовлетворяет всем критериям регистрации нейтринного взаимодействия в детекторе. За время эксплуатации детекторов 2,5 - 4 года подобные пачки импульсов ни разу не наблюдались. Спустя несколько часов астрономы визуально зафиксировали вспышку Сверхновой в Большом Магеллановом облаке. Частота случайной корреляции этих событий меньше, чем один раз в тысячу лет для любого из трех детекторов.

Интерпретация эффекта 23.287 г. в любо из трех нейтринных детекторов, как регистрации нейтринного излучения от гравитационного коллапса, приведшего к образованию Сверхновой в БМО, сталкивается с большими трудностями в рамках современной теории коллапса...

[3]...Группы физиков, работающие на нейтринных детекторах, вообще-то не имели обыкновения быстро рассылать телетексты в погоне за приоритетом, хотя на самом деле они наблюдали сигналы своевременно. Но тут телефонные и прочие каналы заработали вовсю - и весьма эффективно. Рассказывали, что сотрудники Монбланской группы позвонили своим друзьям в Рим, сказали что обнаружили нейтринный импульс от новой СН, и попросили тех посмотреть на свои детекторы гравитационных волн. ...в Римской группе сообразили, что у них остался старый детектор гравитационных волн, работавший при комнатной температуре, - и обнаружили сигнал примерно в то же самое время (на 1,4+/-0,5 с раньше), что и Монбланская группа!  

С учетом того, что частота имитации измеренной конфигурации событий фоном 1 раз в 2 часа, и поскольку событие "вытащили" после телефонного звонка, доверие к результату регистрации гравитационной волны слишком слабое. Тем не менее, в двух часах есть аж 120·60 секунд, и с совпадением в одну секунду нужно считаться. Временная развертка сигналов антенны GeoGrav и нейтринной вспышки от LSD приведена в статье ^[3].

Так какой же коллапс произошел в недрах СН 1987А, в нейтронную звезду, в черную дыру, или в магнитную дыру?

Магнитная дыра - моё изобретение 2008 года. А тогда, сразу после обнаружения СН 1987А, в связи с тем, что нейтринные обсерватории зарегистрировали два всплеска нейтринного излучения, с разницей во времени на 4 часа 43 минуты, выдвигались разные версии.
а) Что первая регистрация является ошибочной,  связана с каким-то локальным событием.
б) Что коллапс звезды был двойной.

^[3]Хиллебрандт и др. и Де-Рухула высказали предположение, что события, наблюдавшиеся на Монблансой установке, - это нейтрино от образования нейтронной звезды, а вспышка Камиоканде/ИМБ связана с образованием спустя 4^ч43^м черной дыры.

Таинственное пятно - спутник СН 1987А?

^[3] Каровска и др. из Бостонского Центра Астрофизики сообщили, что обнаружили яркую деталь с разделением 57 миллисекунд от сверхновой. Они пользовались методом спекл-интерферометрии на 4-метровом телескопе Межамериканской обсерватории Серро Тололо.

Наблюдения проводились 25 марта и 2 апреля, т.е. на 30-е и 38-е сутки. Угловое расстояние 57 миллисекунд соответствует примерно двум световым неделям, если направление на спутник составляет прямой угол с направлением на Землю; при других углах расстояние больше. Яркое пятно имело звездную величину около 6,5 и не существовало до взрыва СН 1987А, поскольку оно на 5 звездных величин ярче, чем любой наблюдавшийся там прежде объект. Это означает, что яркое пятно связано с СН 1987А, но судя по хронометражу, скорость, необходимая для прохождения пути от Сверхновой до пятна, должна быть больше 0,4 скорости света. Это казалось очень удивительным, но через 10 суток Мэтчер и др. из Империал-колледж в Лондоне сообщили, что с помощью Англо-австралийского телескопа они также наблюдали второй источник примерно в том же месте 14 апреля, на 50-е сутки. В обоих случаях использовались длины волн линии Нα 656-658 нм и ярке пятно было примерно на три звездные величины слабее сверхновой.

Эти два наблюдения нового яркого источника и тангенциальная скорость 0,4с были неожиданными. Несколько успокаивал знаменитый случай SS 433, где, как установлено наблюдениями в Н, в рентгеновском и в радиодиапазонах, испускается две струи в противоположных направлениях со скоростью 1/4 с...

Если предположить, что яркое пятно существует, возникают два существенных вопроса:

а) Постоянна ли его светимость, или оно вспыхнуло только на несколько месяцев?..

б) Стационарно ли оно или удаляется?
Измерения Центра Астрофизики дали 59 +/- 8 угл.мсек на 30-е и 38-е сутки, а Империал-коллдж - 74 +/- 8 угл.мсек на 50-е сутки. Эта разница 15+/-11 миллисекунд согласуется с нулем, т.е. с отсутствием движения, но её же интерпретировали как указание на то, что источник постепенно удаляется от СН 1987А; данные наблюдений согласуются с этим...

Во многих теоретических работах предлагаются механизмы для объяснения...

а) Пульсар испускает плазменный пучок через окно в оболочке, что порождает струю.
б) Тусклый спутник разогревается излучением СН...
в) Звезда разрывается надвое при взрыве сврхновой.
г) Облако газа испускается предсверхновой до взрыва.
д) Эффект создает гравитационная линза...
е) По аналогии с SS 433 Колгейт и др. предполагают, что ударная волна вырывает с оболочки "магнитную струю", которая постепенно теряет свою силу...

Сюда можно добавить:

ж) Магнитная дыра, превратившись из растущего сплошного круга в растущее и утоньшающееся кольцо, вышла за пределы звезды и расширятся с релятивистской скоростью. Эта кольцевая структура будет обнаружена через несколько лет с космического телескопа Хаббл.

^[7]Происхождение и природа прекрасных колец, окружающих взорвавшуюся звезду, все еще остаются загадкой. Измерения показали, что они расширяются медленно, "всего лишь" 70000-100000 миль в час (это считается мало, поскольку остатки сверхновой выброшенные из центра летят со скоростью в 100-2000 раз больше!). Спектроскопические наблюдения показывают, что кольца обогащены азотом. Малая скорость и необычный химсостав указывают на то, что кольца были выброшены из предсверхновой более чем 20000 лет назад. Однако, было бы разумно предположить, что звезда выбрасывает вещество нормальным способом, постоянно и во всех направлениях, а не выдувая кольца как курильщик.

Другая загадка заключается в том, что взорвавшейся звездой оказался голубой сверхгигант. Это было загадкой в 1987 году, поскольку в то время теоретики предполагали, что только красные сверхгиганты могут взрываться как сверхновая. По видимому звезда, действительно, до сравнительно недавнего времени, была красным сверхгигантом, но перед взрывом она сжалась и её поверхность разогрелась...

Превосходная разрешающая способность космического телескопа Хаббл дала возможность произвести точные измерения видимого углового размера внутреннего кольца. Абсолютное значение размера было определено путем изучения наблюдательных данных полученных на Международном Ультрафиолетовом Эксплорере (International Ultraviolet Explorer). IUE измерил временной интервал между взрывом сверхновой и временем увеличения яркости внутреннего кольца, которое оказалось равным 0,66 года. Это значит, что диаметр кольца равен 1,32 световых года. Сравнивая угловой размер с истинным, мы можем получить расстояние до СН 1987А (и до самого БМО), 168000 световых лет...

Последнее не совсем понятно, откуда они получили 0,66 года. Ведь кольца стали наблюдать лишь спустя несколько лет после взрыва. Но возвращаясь к цитируемой статье выше, ...на 30-е и 38-е сутки. Угловое расстояние 57 миллисекунд соответствует примерно двум световым неделям,.. и ...0,66 года... через несколько лет после взрыва, вполне ясно указывает на то, что кольца могли быть выброшены из звезды, - расширяющаяся кольцевая магнитная дыра. Следующая статья нам проясняет эту ситуацию .

^[6] Первые результаты с космического телескопа "Хаббл". В Мире Науки, август 1992.
С особым нетерпением астрономы ждали от КТХ изображений остатка яркой Сверхновой 1987А (SN 1987A),..
23 августа 1990 г. после 28-минутной экспозиции "Камера слабых объектов" КТХ передала изображение  SN 1987A. На изображении, которое появилось на экранах мониторов в Институте космического телескопа, было видно окружающее остаток Сверхновой яркое светящееся кольцо диаметром 1,4 св. года. Мы смотрели на него как завороженные. Однако наш коллега Н. Панаджиа не бы удивлен наличием этого кольца: он предвидел образование необычных структур вокруг Сверхновой SN 1987A.

Интересно, что это кольцо не круглое, а эллиптическое. Из этого следует, что оно не является трехмерной оболочкой (оболочки существуют вокруг многих планетарных туманностей; из-за эффекта перспективы они зачастую напоминают круглые кольца). По-видимому, это кольцо действительно представляет сбой тор, наклоненный под углом 43^о к лучу зрения, что и создает иллюзию эллиптического кольца. Такое образование не могло быть создано самой сверхновой. Скорее всего - это остаток сброшенных внешних слоев красного гиганта, звезды-предшественницы SN 1987A.

Панджиа считает, что за тысячи лет до вспышки слабый звездный ветер унёс внешнюю оболочку звезды, причем преимущественно в экваториальном направлении. Впоследствии более сильный звездный ветер сжал вещество в газовое кольцо. Ультрафиолетовое излучение звезды нагрело и ионизировало газ, заставив его светиться. В течение нескольких десятилетий кольцо должно распасться из-за столкновения с осколками SN 1987A, которые движутся сейчас в направлении от точки взрыва со средней скоростью 10000 км/с. КТХ будет продолжать следить за развитием остатка Сверхновой SN 1987A.

Наблюдения этой сверхновой с помощью КТХ позволили значительно уточнить расстояние до Большого Магелланова Облака. По полученным изображениям можно с большой точностью определить угловой размер кольца. Международный ультрафиолетовый спутник IUE (International Ultraviolet Explorer) позволил определить время, когда впервые было зарегистрировано свечение ближней и дальней границы кольца; скорость света хорошо известна, поэтому не представляет труда вычислить линейный размер кольца. Из простых тригонометрических рассмотрений следует, что расстояние до SN 1987A, а значит и до галактики, где она находится, составляет 169 тыс. св. лет. Точность этой оценки составляет 5%, что в три раза лучше прежних изменений.

Действительно, в статье приведен снимок остатков СН 1987А. На нем отчетливо видно внутреннее кольцо и пара ярких звездочек, которые на последующих снимках проектируются на внешние кольца, но самих внешних колец на этом снимке пока нет...  Ситуация с расстояниями проясняется, но путаница осталась. Сравните фразы: "когда впервые было зарегистрировано свечение ближней и дальней границы кольца" и "временем увеличения яркости внутреннего кольца, которое оказалось равным 0,66 года... значит, что диаметр кольца равен 1,32 световых года". Это с учетом того, что IUE фактически геометрию сигнала различает плохо.

Почитаем, что писали об этом Стен Вусли и Том Уивер до того, как "Хаббл" передал первый снимок.

^[4] Еще одно свидетельство о размере предсверхновой дала ультрафиолетовая вспышка, хотя наблюдались только её последствия. Ультрафиолетовый свет невидим для глаза, кроме того он поглощается земной атмосферой. Телескоп на борту IUE (International Ultraviolet Explorer) мог обнаружить это самое раннее электромагнитное излучение Сверхновой, но в то время он не был нацелен в нужном направлении. Однако в течение 14 ч группа наблюдателей, возглавляемая Р. Киршнером из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра и Дж. Соннеборном из Годдардовского центра космических полетов Национального управления по аэронавтике и космическим исследованиям (НАСА), переориентировали спутник. К этому времени первоначальная вспышка уже угасала, но Сверхновая все ещё была хорошо видна в ультрафиолетовом диапазоне.

Кроме того, эти исследователи смогли через несколько месяцев снова наблюдать ультрафиолетовую вспышку косвенным путем, когда IUE обнаружил излучение газовой оболочки, окружающей Сверхновую на расстоянии около одного светового года. Этот газ, вероятно, представляет собой вещество, выброшенное звездным ветром предсверхновой на стадии красного сверхгиганта за 40 тыс. лет до взрыва. Ультрафиолетовая вспышка Сверхновой достигла этой оболочки и ионизировала её. На основании её вторичного излучения К. Франссон из Стокгольмсого университета сделал вывод, что в начале свечения Сверхновой излучающее вещество имело температуру около полмиллиона Кельвинов.

Ясно. Начало взрыва сверхновой сопровождается всплеском ультрафиолетового излучения. Но его пронаблюдать не удалось. Когда этот УФ-всплеск достигает ближнего к нам участка кольца, происходит его переизлучение и УФ-фотоны начали регистрироваться на IUE. Эта регистрация должна была продолжаться достаточно долгое время. Последние УФ-фотоны должны были поступить из части кольца, наиболее удаленной от нас, кольцо ведь наклоненного под углом к нам. С учетом того, что диаметр кольца равен 1,32 световых года, то и длительность его наблюдения должна составлять величину порядка одного года, или как это указано выше, - 0,66 года.

Но есть еще и внешние кольца. Они тоже должны были переизлучать УФ-всплеск. Так какой же участок кольца к нам ближе нижний или верхний? 

На этот вопрос можно было бы ответить взглянув на более поздние снимки, когда кольцо начало преобразовываться в ожерелье из ярких бусинок.

24 сент. 1994 6 февр. 1998 23 март 2001 5 янв. 2003 12 дек. 2004 6 дек 2006

Утверждается, что яркое пятнышко в правом нижнем углу на фото от 24 сентября 1998 года не в счет, - это звезда. Определить, какая часть кольца, нижняя или верхняя, находится ближе к нам, сложно. С учетом скорости загорания бусинок, можно сказать, что это: либо не наклоненное кольцо, а натуральный эллипс, причем ближе к нам находится его левая часть; либо поток частиц от взрыва имеет разную скорость в разных направлениях; либо образование бусинок имеет другую причину...

Но продолжим цитировать и комментировать ^[4].

Куда же пропала нейтронная звезда в СН 1987А? Возможно она образовалась н начальной стадии взрыва и затем исчезла, превратившись в черную дыру?.. Скорее в магнитную, во время второго всплеска нейтринного излучения. 

Ночью 18 января 1989 г. Сверхновая дала ответ на одну загадку, задав при этом несколько новых. В Серро-Тололо группа, возглавляемая К. Пеннипакером из Лоуренсовской лаборатории в Беркли и Дж. Милддлдитчем из Лос-Аламосской национальной лаборатории, обнаружила оптические пульсации Сверхновой. Пульсации интенсивность которых составляла около 0,1 % полной светимости Сверхновой, происходили почти 2000 раз в секунду; это означало, что скорость вращения была в три раза больше, чем у самого быстрого из известных до сих пор пульсаров. При таком быстром вращении разрушения могу избежать только плотнейшие, самые массивные нейтронные звезды.

Кроме того, сигнал пульсара показывал регулярное изменение частоты, как будто спутник в несколько раз тяжелее Юпитера притягивал его то в одну, то в другую сторону каждые семь часов, вызывая доплеровское смещение частоты сигнала. Это спутник мог образоваться только после взрыва, так как вычисленный радиус его орбиты, около миллиона километров, был меньше радиуса предсверхновой...

Что действительно необходимо - так это еще раз увидеть пульсар. Однако при повторных наблюдениях с такой же и даже большей чувствительностью он не бы обнаружен. Возможны различные предположения на тот счет. Например, облака внутри Сверхновой могут затмевать сигнал или он может быть подавлен: вещество, падающее на нейтронную звезду, может накоротко замкнуть электрическое поле (генерируемое вращающимся магнитным полем), которое дает энергию на излучение.

Последнее, "падение на нейтронную звезду", я бы заменил на захват магнитной дырой. Но это должно сопровождаться выбросом соответствующей порции релятивистский электронов и пачки антинейтрино. Это вполне могло остаться незамеченным, поскольку масса захваченного вещества не столь большая и, кроме того, процесс мог быть растянут во времени.

...Детекторы Камиоканде и IBM, наиболее чувствительны к одному из компонентов вспышки - электронным антинейтрино. А детектор под Монбланом? И несла ли РАННЯЯ вспышка электронные антинейтрино?

...имелись аномалии  и до того, как возникла проблема предполагаемого пульсара. Например, за 4 часа до обнаружения нейтрино с помощью установок Камиоканде и IBM, детектор под Монбланом зарегистрировал другой импульс нейтринного излучения. (Добавим, что Баксан дал одно событие, а Камиоканде дал 2(4) события, совпадающее по времени с пятью РАННИМИ событиями под Монбланом). Детекторы гравитационных волн в Риме в Мэриленде отметили сигналы, совпадающие по времени с ранним импульсом нейтрино. Чем можно объяснить колоссальное выделение энергии за четыре часа до коллапса ядра? Этого пока никто не знает. (Почему это не знает? Знаем, читай ниже.) Через несколько месяцев после взрыва появилась еще одна загадка - второй источник света, примерно в 10 раз слабее Сверхновой, который можно было отделить от основной вспышки только с помощью непрямого метода, известного как спекл-интерферометрия. Таинственный второй источник исчез 7 июня 1987 г. и больше не появлялся.

Общепринятые модели

Наша Модель.

Красный сверхгигант, это старая звезда, в ядре которой уже выгорел водород. Ядро стало плотнее, и в нем идут другие реакции синтеза. В среднем, масса атомных ядер становится больше.

События, зарегистрированные за 4 часа 44 минуты до этого, не интерпретированы. Гамма всплески Вселенной являются загадкой. Есть догадки на связь со сверхновыми, но неясна причина "временной задержки".

Оболочка звезды прожигается в двух местах, вследствие вращения звезды, либо в одном месте, к примеру, в результате падения на звезду астероида, метеорита, или магнитной дыры, или из-за внутренних причин. В направлении прожига/прожигов распространяется гамма всплеск. Вероятно, Земля не лежит на данном луче, и гамма всплеск от Сверхновой 1987а зарегистрирован не был. Тем не менее, сейчас гамма всплески регистрируются, и в данной работе предполагается, что эти гамма всплески есть сверхновые в далеких галактиках.

С учетом того, что часы на телескопах не были синхронизированы между собой, можно заключить, что временная разница в регистрации нейтринного всплеска "баксанцами" составляет порядка 20-30 секунд. Между нашими компьютерами сейчас в среднем именно такая разница. Кроме того, нужно иметь в виду, что "мощность детектора" на баксанском подземном сцинтилляционном телескопе была увеличена ("добавлена громкость").

Если предположить, что магнитная дыра уже достигла центра, и на нее падает оболочка звезды, то термоядерный взрыв может быть дополнен магнитным коллапсом на растущий круг магнитной дыры. Со временем растущий круг магнитной дыры может превратиться в расширяющееся кольцо. Утончающаяся кольцевая область критического магнитного поля покидает звезду со скоростью близкой к скорости света. По каким-то причинам оно затормаживается и останавливается там, где сейчас наблюдается внутреннее кольцо SN1987A. Причина появления двух других колец непонятна, хотя ясно, что все три кольца лежат на гиперболоиде.

Кольцевая структура вокруг SN 1987A стала отчетливо видна лишь после того, как была запущена обсерватория Хаббл, когда разлетающиеся останки звезды, наблюдаемые в центре внутреннего кольца, стали значительно бледнее. Яркие беленькие точки - другие звезды, проектирующиеся на рисунок.

В результате расширения горячих останков звезды, ее светимость стремительно растет в течении нескольких недель.

А через несколько лет частицы достигают тонкого магнитного кольца. Токовый шнур магнитной дыры начинает разрушаться. Образуются бусинки. Магнитная дыра распадается?

24 сент. 1994	6 февр. 1998	23 март 2001	5 янв. 2003	12 дек. 2004	6 дек 2006