Ученые смогут предсказывать судьбу сверхновых звезд по содержанию в них изотопа водорода

Ученые Национального исследовательского центра (НИЦ) “Курчатовский институт” вместе с коллегой из Базельского университета (Швейцария) обнаружили способность изотопа водорода (водород-4) влиять на интенсивность энергообмена между веществом и потоком нейтрино в ядре сверхновой звезды. Результаты исследования помогут ученым точнее прогнозировать судьбу этих звезд, сообщила во вторник пресс-служба НИЦ.

Феномен сверхновой звезды – это взрыв звезды, сопровождаемый вспышкой фотонного излучения, сравнимой по яркости с сиянием целой галактики. Результатом превращения звезды в сверхновую, которое сопровождается схлопыванием ядра, может стать появление нейтронной звезды или черной дыры.

“Группа исследователей под руководством ученых НИЦ “Курчатовский институт” – ИТЭФ (Институт теоретической и экспериментальной физики им. Алиханова) выяснила, что в коллапсирующем ядре сверхновой звезды содержится множество легких нейтронно-избыточных изотопов водорода и гелия, в первую очередь, изотопа водород-4. Оказалось, что именно его присутствие в том или ином количестве влияет на темпы обмена энергией между веществом и потоком нейтрино внутри звезды. В зависимости от этого либо произойдет взрыв сверхновой, либо ударная волна затухнет, и вся звезда сколлапсирует в черную дыру. Результаты исследования позволят точнее предсказывать будущее звезд”, – говорится в сообщении.

Водород-4 является нестабильным изотопом водорода, его ядро состоит из протона и трех нейтронов. Содержание этого изотопа в ядре звезды никогда не учитывалось в уравнениях, с помощью которых астрономы моделируют взрывы сверхновых звезд. Как правило, переменными выступают различные наборы ядер и их параметры. Авторы научной работы обратили внимание на роль водорода-4, воздействующего на нейтрино в ядре звезды, сравнив результаты вычислений, полученных в трех уравнениях.

“Мы показали, что влияние легких нейтронно-избыточных изотопов на параметры уравнения состояния вещества, и, соответственно, непосредственно на динамику коллапса, малы, но изменения в скоростях реакций нейтрино с веществом могут быть значительны. Достаточно от захлестывающего звезду потока нейтрино забрать лишь 1% энергии, и мы получим успешный взрыв сверхновой. Потому-то изменения в скорости реакций нейтрино с веществом так важны. Мы обращаем внимание исследователей на то, что эффект, вызываемый учетом легких изотопов, важен, должен учитываться и может повлиять на процесс взрыва”, – считает ведущий автор исследования, заведующий лабораторией физики плазмы и астрофизики НИЦ “Курчатовский институт” – ИТЭФ Андрей Юдин, чьи слова приводятся в сообщении.

Авторы представят результаты научной работы на симпозиуме в рамках XXI Менделеевского съезда, который пройдет в Санкт-Петербурге в сентябре.

Источник:https://aboutspacejornal.net/2019/07/31/%d1%83%d1%87%d0%b5%d0%bd%d1%8b%d0%b5-%d1%81%d0%bc%d0%be%d0%b3%d1%83%d1%82-%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%b4%d1%81%d0%ba%d0%b0%d0%b7%d1%8b%d0%b2%d0%b0%d1%82%d1%8c-%d1%81%d1%83%d0%b4%d1%8c%d0%b1%d1%83-%d1%81/