У космосі стався "ідеальний" вибух, який не має сенсу та суперечить законам фізики

За 140 мільйонів світлових років від Землі відбувся потужний вибух, відомий як кілонова. Спостерігати за ним вдалося земним вченим, які були надзвичайно здивовані побаченим, адже воно не мало жодного сенсу та суперечило законам фізики.

Відео дня

Про свої спостереження астрофізики розповіли у дослідженні, опублікованому в журналі Nature. Дві нейтронні зірки, сукупна маса яких приблизно в 2,7 рази перевищує масу нашого Сонця, оберталися по орбіті мільярди років, перш ніж зіткнулися на високих швидкостях і вибухнули. Це сталося в галактиці під назвою NGC 4993 в сузір'ї Гідри.

Вибух, відомий як кілонова, стався внаслідок зіткнення двох нейтронних зірок, які рухаючись по орбіті, створили магнітну бомбу. Відповідно до законів фізики, внаслідок такого вибуху повинна була утворитися сплющена хмара, але вчені побачили дещо інше. Це була ідеальна сфера, утворена внаслідок вивільнення величезної кількістю енергії, що вирвалася з центру вибуху.

"У нас є дві надкомпактні зорі, які обертаються по орбіті 100 разів на секунду перед тим, як зіткнутися. Наша інтуїція і всі попередні моделі підказують, що вибухова хмара, яка утворюється при зіткненні, повинна мати сплющену і досить асиметричну форму", – сказав головний автор дослідження, астрофізик Альберт Снеппен.

Як пише The Daily Mail, за його словами, сферична ж форма свідчить про те, що в ядрі зіткнення, ймовірно, міститься багато енергії, що було непередбачено.

"Це ідеальний вибух у кількох відношеннях. Він прекрасний як естетично, через простоту форми, так і за своїм фізичним значенням. Естетично кольори, які випромінює кілонова, буквально схожі на сонце – за винятком, звичайно, того, що вона в кілька сотень мільйонів разів більша за площею поверхні. З фізичної точки зору, цей сферичний вибух містить надзвичайну фізику, що лежить в основі цього злиття", – наводить слова Снеппена The Guardian.

Інший автор дослідження, доцент Інституту Нільса Бора Дарач Вотсон теж був здивований побаченим.

"Ніхто не очікував, що вибух буде виглядати саме так. Немає сенсу в тому, що він сферичний, як куля. Але наші розрахунки чітко показують, що це так. Це, ймовірно, означає, що теоріям і симуляціям кілонових, які ми розглядали впродовж останніх 25 років, бракує важливої фізики", – зазначив Вотсон.

Він припускає,що цей вибух містить дані про фундаментальну фізику, яку людство ще навіть не розуміє.

"Враховуючи екстремальний характер фізичних умов – набагато екстремальніших, ніж ядерний вибух, наприклад, з густиною, більшою за атомне ядро, температурою в мільярди градусів і магнітними полями, достатньо сильними, щоб спотворювати форми атомів – тут цілком може існувати фундаментальна фізика, яку ми ще не розуміємо", – заявив Вотсон.

Що таке нейтронні зірки та кілонова

Нейтронні зірки – колапсовані ядра гігантських зірок – мають мінімальний радіус (зазвичай 18,6 миль) і дуже високу щільність, оскільки складаються переважно з тісно упакованих нейтронів. Це одні з найщільніших об'єктів у Всесвіті.

Коли дві нейтронні зірки обертаються на близьких орбітах, гравітація поступово закручує їх всередину де вони зіштовхнуться.

Злиття нейтронних зірок призводить до утворення або масивнішої нейтронної зірки, або чорної діри, залежно від маси.

Кілонові – це потужні вибухи, що виникають внаслідок зіткнення нейтронних зірок. Вони посилають у космос інтенсивний струмінь високоенергетичних частинок та створюють яскравий спалах радіоактивного світла з великою кількістю основних елементів, таких як срібло, золото, платина та уран, що створюють малі та великі об'єкти в космосі.

Існування кілонових було припущено в 1974 році і підтверджено в 2013 році, але як вони виглядають, було невідомо, поки цей вибух не був виявлений в 2017 році і не почав інтенсивно вивчатися.

Це дозволило вченим зібрати перші дані про цей вид події, які були отримані за допомогою Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії в поєднанні з даними космічного телескопа "Хаббл".

Таємниця сферичного вибуху

Вибух, в результаті злиття нейтронних зірок, ймовірно приховує таємницю побаченої вченими сферичної форми.

"Можливо, своєрідна "магнітна бомба" створюється в той момент, коли енергія від величезного магнітного поля гіпермасивної нейтронної зірки вивільняється, коли зірка колапсує в чорну діру", – сказав Вотсон.

Він припускає, що саме вивільнення магнітної енергії може призвести до того, що матерія під час вибуху розподілиться більш сферично.

"У такому випадку народження чорної діри може бути дуже енергетичним", – пояснив він.

Однак ця теорія суперечить іншим даними дослідників. Попередні моделювання показали, що надзвичайно важкі елементи, такі як золото або уран, повинні утворюватися в різних місцях вибуху – порівняно з легшими елементами, такими як стронцій або криптон, і вони повинні розлітатися в різних напрямках.

Нещодавній аналіз виявив, що лише легші елементи рівномірно розподіляються у просторі. Тобто утворення важких елементів не дозволило б створити вибухову сферу.

Тому вчені припускають, що ще одними "учасниками" цього явища можуть бути загадкові елементарні частинки, нейтрино, про які багато чого досі невідомо.

"Альтернативна ідея полягає в тому, що за ті мілісекунди, які живе гіпермасивна нейтронна зоря, вона випромінює дуже потужне випромінювання, яке, можливо, включає величезну кількість нейтрино. Нейтрино можуть спричинити перетворення нейтронів на протони та електрони, і таким чином створити більше легших елементів в цілому", – сказав Снеппен.

Нова космічна лінійка

Форма вибуху може бути цікавою вченим і з зовсім іншої причини.

"Серед астрофізиків ведеться багато дискусій про те, як швидко розширюється Всесвіт. Швидкість говорить нам, серед іншого, про те, скільки років Всесвіту. Два методи, які існують для її вимірювання, розходяться приблизно на мільярд років. Тут у нас може з'явитися третій метод, який може доповнити і перевірити інші вимірювання", – вважає Снеппен.

Як пояснює Phys, так звана "Шкала космічних відстаней" – це метод, який використовується для вимірювання швидкості розширення Всесвіту. Це робиться шляхом обчислення відстані між різними об'єктами у Всесвіті.

"Якщо вони яскраві і здебільшого сферичні, і якщо ми знаємо, як далеко вони знаходяться, ми можемо використовувати кілонові як новий спосіб незалежного вимірювання відстані – новий вид космічної лінійки", – пояснив Вотсон.

Він пояснив, що знання про форму кілонових може бути використане як новий спосіб незалежного вимірювання відстані.

"Знання форми має тут вирішальне значення, тому що якщо у вас є об'єкт, який не є сферичним, він випромінює по-різному, залежно від кута зору. Сферичний вибух забезпечує набагато більшу точність вимірювання", – підкреслив астрофізик.

Однак, зауважує Вотсон, для цього потрібні дані від більшої кількості кілонових, які можуть бути виявлені обсерваторією LIGO у найближчі роки.

Раніше OBOZREVATEL розповідав про інше дослідження вчених, які виявили у карликової планети Квавар кільце, яке суперечить науці.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.