Астрофізики визначили швидкість і енергію залишків наднової

Мексиканські астрофізики вивчили оптичне випромінювання, що випускається залишками наднової G109.1-1.0 і уточнили, на якій відстані від Землі вони знаходяться. Також вони визначили швидкість окремих ділянок туманності та енергію, поглинену міжзоряною речовиною після вибуху зірки. Препринт статті опубліковано на сайті.

Під час вибуху оболонка надновою розлітається з величезною швидкістю (близько 10 відсотків від швидкості світла) в усі боки, формуючи ударну хвилю. Ця хвиля разом з випромінюванням зірки іонізує і нагріває навколишнє міжзоряне середовище. У результаті із залишків зірки і міжзоряного газу формується туманність (supernova remnant). Вивчення залишкових туманностей дуже важливе для астрофізиків, оскільки це допомагає зрозуміти механізми вибуху наднових і утворення в них важких хімічних елементів.

Залишки наднової G109.1-1.0 (або CTB 109), що знаходяться в рукаві Персея галактики Чумацький Шлях, вже досліджувалися раніше багатьма вченими. Було встановлено, що після вибуху зірки залишився магнетар, на даний момент знаходиться на відстані від геометричного центру туманності. Відстань до центру хмари становить близько трьох кілопарсек. Вік туманності оцінюється різними дослідниками в дев'ять-двадцять тисяч років.

Робота вчених заснована на спостереженнях, проведених у червні 2015 року з використанням скануючого інтерферометра Фабрі-Перо PUMA. Інструмент встановлено на 2,1-метровому телескопі в Національній астрономічній обсерваторії в Сьєрра-де-Сан-Педро-Мартір, Мексика. Вимірювання проводилися для лінії випромінювання водню H^ і на довжинах хвилі 6717 і 6731 ангстрем. Час експозиції знімків становив 120 секунд.

На підставі аналізу зазначених ділянок спектра випромінювання від різних частин туманності вчені визначили їх швидкість. Виявилося, що швидкість руху центру туманності відносно локального стандарту спокою становить близько 50 кілометрів на секунду. Це значення дуже схоже на швидкість іонізованого, нейтрального і молекулярного газу в околиці туманності і вказує на її приналежність рукаву Персея.

Знаючи швидкість туманності і використовуючи діаграму швидкості-відстані Котеса-Фостера, вчені вирахували відстань до туманності, вона склала 3,1 0,2 кілопарсек, що знаходиться в згоді з отриманими раніше результатами. Також із значень радіальної швидкості астрофізики визначили швидкість розширення хмари, вона дорівнювала приблизно 230 кілометрам на секунду.

Використовуючи модель МакКі-Кауї (McKee & Cowie), астрофізики вирахували вік туманності. Він дорівнював 9000 років, якщо туманність знаходиться у фазі Сєдова-Тейлора, і 9200 років, якщо у фазі випромінювання.

Оцінки енергії, поглиненої міжзоряною речовиною, отримані за допомогою численних моделей Кокса (Cox) і Шевальє (Chevalier) і складають 1.8-5.2 ¹⁰50 ерг. Ці значення схожі на значення енергії, випромінюваної надновою, що формує пульсар. За словами авторів, це означає, що за обсягом енергії, поглиненою міжзоряною речовиною, неможливо відрізнити наднові, утворюючі магнітари, від наднових, які формують типові пульсари.

Також із відношення інтенсивностей випромінювання на довжинах хвиль 6717 і 6731 ангстрем астрофізики знайшли середню електронну щільність туманності - близько 600 електронів на сантиметр кубічний.

Нещодавно ми писали про те, як дослідження туманності, що залишилася після вибуху наднової Тихо, дозволило встановити, що її предок був холодним і тьмяним.