4 года назад
Нету коментариев

Попробуем разобраться в «родословной» вспышек сверхновых с помощью хотя бы тех косвенных средств, которые представляет нам сегодняшняя астрофизика. В каких галактиках вспыхивают сверхновые? Как рас­пределены вспышки в пределах одной галактики? Как часто они происходят?

Прежде всего нужно сказать, что сверхновые I и II типов отличаются не только по светимости в максиму­ме, по виду кривой блеска и типу спектра. Они и вспы­хивают в разных местах галактик. Более того, в эл­липтических и неправильных галактиках еще не наб­людалась ни одна вспышка сверхновой II типа. В то же время в спиральных галактиках, таких, как наша, вспыхивают сверхновые обоих типов. Правда, нужно отметить, что далеко не все вспышки сверхновых в дру­гих галактиках удается надежно проклассифицировать.

Чем отличаются эллиптические галактики от спи­ральных, какая их особенность может объяснить раз­личия во вспышках сверхновых?

Основная особенность, это то, что в эллиптических галактиках нет массивных звезд. Нет в эллиптических галактиках и мощных газопылевых комплексов, типич­ных для рукавной структуры спиральных галактик. Звезды в эллиптических галактиках в основном обра­зовались давно, несколько миллиардов лет назад. Если тогда же возникли и звезды большой массы, то послед­ние много миллионов лет назад должны были закон­чить свою эволюцию. Звезды же второго поколения не смогли образоваться из-за того, что для этого процес­са в эллиптических галактиках осталось уже слишком мало газа.

Так и оказалось. Сейчас в эллиптических галакти­ках наблюдаются только звезды очень умеренной мас­сы. Самые массивные из этих звезд лишь ненамного массивнее Солнца. Именно эти звезды сейчас эволю­ционируют к стадии красного гиганта, и часть из них ответственна за наблюдаемые вспышки сверхновых. По­скольку все эти вспышки принадлежат к I типу, то можно заключить, что сверхновая I типа — это взрыв маломассивной звезды.

Вывод представлялся бы безупречным, если бы не одно обстоятельство. Сверхновых II типа нет и в не­правильных галактиках, а между тем население непра­вильных галактик мало чем отличается от обычного на­селения спиральных ветвей и там много массивных звезд. Правда, как и в случае эллиптических галактик, здесь удалось пока проклассифицировать лишь некото­рые вспышки, однако все они относятся к I типу. Это противоречие еще не разрешено до сих пор, но оно мо­жет быть и следствием недостаточной статистики. Ведь первые 12 сверхновых, зафиксированных в 30-х годах, тоже принадлежали к I типу. И из-за этой игры случая астрофизики в течение нескольких лет были уверены, что Сверхновые образуют однородную группу объектов в Галактике.

В спиральных галактиках сверхновые II типа вспы­хивают примерно в 1,5 раза чаще, чем сверхновые I типа. Вывод этот проверен для всех типов развитости спиральных рукавов. Конечно, подобные оценки сопря­жены с наблюдательной селекцией. Многие спиральные галактики мы видим или «с ребра», или под неболь­шим углом к их плоскости. Между тем в плоскости спи­ральных рукавов много газа и пыли, поглощающих свет звезд. В результате вспышки сверхновых, проис­ходящие вблизи от плоскости галактик, могут «ускольз­нуть» от наблюдателей. Исследования показали, что действительно существует зависимость между коли­чеством вспышек сверхновых в галактике и углом нак­лона этой галактики к лучу зрения (приведенная вы­ше оценка соотношения между частотами вспышек сверхновых I и II типов сделана с учетом всех этих осо­бенностей).

Анализ распределения вспышек сверхновых в пре­делах одной галактики подтвердил вывод, сделанный ранее: сверхновые I типа — это скорее всего взрывы относительно маломассивных звезд, в то время как сверхновые II типа — взрывы звезд, имевших в нача­ле эволюции большую массу. Дело в том, что и в пре­делах спиральных галактик сверхновые двух типов рас­пределены по-разному. Сверхновые II типа вспыхива­ют вблизи плоскости галактики, в спиральных рука­вах, где локализуются массивные голубые звезды и где идет процесс звездообразования. Сверхновые I типа со спиральной структурой не связаны. Исследование вспы­шек в эллиптических и спиральных галактиках пока­зало, что вспышки I типа чаще происходят в областях, близких к центральным зонам галактик. А ведь имен­но к центральным областям галактик сильнее всего концентрируются звезды небольшой массы. Правда, нужно учесть наблюдательную селекцию, которая ос­лабляет «эффект концентрации»: чем ближе к цент­ральной части галактики, тем выше поверхностная яр­кость фона и тем труднее заметить вспышку сверхно­вой.

В нашей Галактике можно рассматривать распреде­ление не самих вспышек, а лишь их газообразных остатков. Все Сверхновые, вспыхнувшие в течение пос­леднего тысячелетия, не противоречат сделанному вы­ше выводу. Крабовидная туманность находится доволь­но далеко и от плоскости Галактики, и от спирально­го рукава (вспышку 1054 г. обычно относят к I типу), а вспышка в созвездии Кассиопеи (остаток CasA), ко­торую относят ко II типу, произошла в области рука­ва, богатой газом и пылью.

Классифицировать остатки сверхновых трудно — обычно невозможно определить, какого типа вспышка привела к образованию данного конкретного остатка. Исключение составляют плерионы, подобные Крабовидной туманности, но их всего около десятка. Помо­гает классифицировать остаток его связь с каким-либо молодым звездным комплексом, например с рассеянным скоплением. В таких скоплениях успели закончить эво­люцию лишь самые массивные звезды. Поэтому если в рассеянном скоплении обнаружен остаток Сверхно­вой, то его с большой вероятностью можно отнести к вспышке Сверхновой II типа. В основном же остатки Сверхновых приходится изучать, не разделяя их на ти­пы, и это искажает картину реального распределения вспышек в Галактике. Кроме того, здесь существует наблюдательная селекция. Так, например, время рас­ширения газового остатка зависит от плотности окру­жающей среды: если среда разреженная, остаток «гас­нет» быстрее. Гораздо более вероятно зафиксировать остаток Сверхновой вблизи от плоскости Галактики, где много газа и пыли, чем вдали от нее. Поэтому оценка среднего расстояния остатков от галактической плоско­сти получается заниженной.

Остатки Сверхновых показывают некоторую кон­центрацию их в направлении на галактический центр. Степень этой концентрации невелика и схожа с кон­центрацией не очень массивных звезд. Однако нужно участь, что здесь смешаны остатки обоих типов. Наб­людаемое распределение остатков на самом деле мо­жет оказаться суммой двух распределений: одно из них (вспышки I типа) вовсе не концентрируется к центру, а группируется вокруг спиральных рукавов. Впрочем, это лишь предположение, проверить которое можно будет, когда удастся надежно разделять остатки Сверх­новых по типам вспышек.

Раньше уже говорилось, что в спиральных галак­тиках сверхновые II типа вспыхивают несколько чаще, чем сверхновые I типа. А каков средний интервал вре­мени между вспышками?

Первые оценки более чем сорокалетней давности указывали на одну вспышку в 300 лет. Позднее эти оценки много раз пересматривались. Было обнаружено, что частота вспышек сверхновых в той или иной галак­тике зависит от типа галактики. Очень редки вспыш­ки в эллиптических галактиках, значительно чаще вспыхивают сверхновые в гигантских спиральных га­лактиках. Конечно, проводить прямое сопоставление трудно, так как редко в какой галактике удается обна­ружить две или три вспышки сверхновых. Галактики обладают разными массами, число звезд в них различ­но. Поэтому частоту вспышек сверхновых обычно изме­ряют в пересчете на количество вспышек (в 100 лет), приходящихся на единицу массы галактики. И в этих единицах частота вспышек сверхновых в спиральных галактиках оказывается в 150 раз больше, чем в эллип­тических.

Интереснее всего, конечно, выяснить, как часто вспыхивают сверхновые в спиральных галактиках, по­добных нашей. Такие оценки до сих пор довольно не­определенные: согласно одним данным частота вспышек близка к 0,007 лет-1 (одна сверхновая каждые 150 лет), согласно другим — достигает 0,03 лет-1 (одна вспышка в 30 лет). Ближе к реальности, по-видимому, послед­няя оценка.

Если рассматривать только наблюдавшиеся вспыш­ки Сверхновых в Галактике, то 5 вспышек в течение 1000 лет дают частоту вспышек 0,005 лет-1 (одна Сверх­новая в 200 лет). Но нужно учесть, что «просматрива­лась» не вся Галактика. Лишь 1/5 ее часть (ближайшая к Солнцу) была доступна нашим предкам. Сверхновые, вспыхнувшие на расстоянии более 10 кпс, вряд ли бы­ли бы замечены. Но тогда и для нашей Галактики по­лучается частота вспышек, равная 0,02—0,03 лет-1 (одна вспышка в 30—50 лет). Однако не следует за­бывать, что эта оценка отражает сумму вспышек обоих типов.