вплтв взрива кілонової на біосферу Землі

ТЕМА: ВПЛИВ ВЗРИВА КІЛОНОВОЇ НА БІОСФЕРУ ЗЕМЛІПІДГОТУВАЛВ ВЧИТЕТЕЛЬ ФІЗИКИ КРМУНАОЬНОГО ЗАКЛАДУ ПЕРЕСІЧАНСЬКИЙ ЛІЦЕЙРУДА ІРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА

БІОСФЕРАБіосфера (у сучасному розумінні) - своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами. Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери.

Коли стикаються найщільніші об'єкти у Всесвіті, відбувається найсильніший вибух. Наразі астрономи визначили три найвідоміші види космічних вибухів, які називаються новими, надновими та кілоновими. Що таке кілонова? Кілонова (інші назви: макронова, супернова r-процесу) — астрономічна подія злиття двох нейтронних зір або нейтронної зорі З Чорною дірою. Подія супроводжується потужним електромагнітним випромінюванням, пов'язаним із розпадом ядер важких елементів, що утворилися внаслідок r-процесів, які відбуваються у практично ізотропних викидах, аналогічно слабкій суперновій із коротким часом життя[. Під час вибуху частина речовини нейтронних зірок викидається в космос, і в цій речовині містяться найважчі хімічні елементи, такі як золото, платина, уран і йод. Що таке нейтронна зірка?Нейтронними зірками називають другі за щільністю після чорних дір (вони найщільніші у Всесвіті) об'єкти в космосі. Це залишки померлих величезних зірок, які перетворилися на сферу діаметром у 10-20 км, що майже повністю складається з нейтронів. У ядрі нейтронних зірок створюються дуже важкі хімічні елементи. У чому різниця між новими, надновими і кілоновими?Усі три космічні вибухи викликані різними подіями. При цьому спалах наднової в мільйони разів яскравіший, ніж спалах нової, а вибух кілонової в 10-100 разів потужніший, ніж у наднової. Вибух нової відбувається на зірках білих карликах, які знаходяться в подвійних зоряних системах. Білими карликами називають стиснуті ядра зірок, розміром із Сонце, які закінчили свій життєвий цикл. Коли білий карлик притягує до себе речовину іншої зірки, то на його поверхні накопичується занадто багато матерії і відбувається вибух. Вибух наднової відбувається, коли зірки, що мають у десятки та сотні разів більший розмір, ніж Сонце, не можуть протистояти впливу власної гравітації, стискаються і викидають величезну частину своєї речовини в космос. Усі три космічні вибухи, включно з кілоновим, супроводжуються викидами матерії в космос, а також дуже яскравим спалахом елетромагнітного випромінювання. До речі, як і у випадку з кілоновими, під час вибуху наднової космос також наповнюється важкими хімічними елементами. Унаслідок вибуху наднових масивні зірки перетворюються або на нейтронну зірку, або на чорну діру зоряної маси.

Що кілонові можуть розповісти нам про Всесвіт? Кілонові допомагають зрозуміти, звідки взялися найважчі хімічні елементи, з яких складається наш Всесвіт. Вони також можуть розповісти про взаємодію фундаментальних частинок, таких як нейтрино, у щільних середовищах і про те, як матерія поводиться в середовищі з надзвичайно високою щільністю.

ТЕЛЕСКОП «Габбл»ГАММА-СПАЛАХ КІЛОНОВАУперше кілонову спостерігали разом із гамма-спалахом GRB 130603 B. Цей гамма-спалах відбувся у відносно недалекій галактиці, що дало змогу бачити слабке інфрачервоне випромінювання за допомогою телескопа Габбл.16 жовтня 2017 року колаборація LIGO та Virgo оголосила про перше спостереження кілонової GW170817 за гравітаційними хвилями. Існування таких подій може точніше пояснити поширеність у Всесвіті елементів, важчих за Ферум.

ВИБУХ КІЛОНОВОЇОбертання, зближення та злиття двох компактних об'єктів вважається джерелом гравітаційних хвиль. Вважається , що злиття генерує короткий гамма-спалах і може бути основним джерелом появи у Всесвіті стабільних ядер, які утворюються переважно в r-процесах.

ОСОБЛИВОСТІ ТА НЕБЕЗПЕКА ЗЛИТТЯ ПОДВІЙНИХ НЕЙТРОННИХ ЗІРЗлиття подвійних нейтронних зір має кілька фізично різних компонентів, кожен з яких виробляє унікальне і потенційно небезпечне випромінювання. На рисунку 1 показано кожен з цих компонентів та їхнє випромінювання. Рис. 1 дає збільшене зображення приблизно в момент злиття. Орієнтація струменя спрямована від глядача, що є більш вірогідний випадок. Передбачається, що такі злиття компактних об’єктів є основними джерелами елементів r-процесу.

 Гравітаційна хвильова подія GW170817 допомогла підтвердити, що злиття BNS є джерелом коротких GRB (Abbott et al. 2017c). Коли струмінь GRB взаємодіє з міжзоряним середовищем, післясвітіння синхротронного випромінювання спостерігається в усьому електромагнітному спектрі (Makhathini et al. 2021). У випадку GW170817 післясвітіння спостерігається вже понад 4 роки (O'Connor & Troja 2022). Злиття також призводить до динамічного викиду, що включає новосинтезовані елементи r-процесу. Ці елементи розпадаються  утворюючи УФ/оптичне/ІЧ-перехідне кілонове випромінювання (KN), яке спостерігалося протягом ∼ 3/10/20 днів після GW170817 (Abbott та ін. 2017c), відповідно. Багато з них, за прогнозами, випускають гамма-випромінювання з енергією від 3 до 10 Ме. В, відбувається короткочасна емісія високоенергетичних фотонів. На пізніх стадіях від вибуху злиття вирізає в міжзоряному середовищі бульбашку, яка, як вважають, дуже схожа на залишки SNe (Montes et al. 2016; Wu et al. 2019; Green 2019). Ця структура показана на рис. 1b. Як і у випадку залишків SN, залишки злиття повинні прискорювати космічні промені. Коли вони поглинуться навколишніми зорями, то створюватимуть додаткову небезпеку для землеподібних планет, потенційно більш загрозливу ніж електромагнітні викиди від злиття BNS.