Когда астрономы начали выяснять, как умирают звезды, они ожидали, что масса остатков, будь то белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры, должна быть по существу непрерывной. Другими словами, должно быть плавное распределение массы остатка от доли солнечной массы, почти в 100 раз превышающей массу Солнца. Тем не менее, наблюдения показали четкое отсутствие объектов на границе нейтронных звезд и черных дыр весом 2-5 солнечных масс. Итак, куда они все делись и что это может означать при взрывах, создающих такие объекты?
Разрыв был впервые отмечен в 1998 году и первоначально был обусловлен отсутствием наблюдений за черными дырами в то время. Но за последние 13 лет этот разрыв увеличился.
В попытке объяснить это было проведено новое исследование группой астрономов во главе с Кшистофом Бельчинским в Варшавском университете. После недавних наблюдений, команда предположила, что недостаток не был вызван отсутствием наблюдений или эффектом выбора, скорее, в этом диапазоне масс просто не было много объектов.
Вместо этого команда посмотрела на двигатели сверхновых, которые будут создавать такие объекты. Ожидается, что звезды менее чем ~ 20 солнечных масс взорвутся в сверхновые, оставив после себя нейтронные звезды, в то время как звезды, превышающие 40 солнечных масс, должны разрушиться прямо в черные дыры практически без фанфар. Ожидалось, что звезды между этими диапазонами заполнят этот промежуток в 2-5 остатков солнечной массы.
Новое исследование предлагает, чтобы разрыв создавался непостоянным переключателем в процессе взрыва сверхновой. В общем, сверхновые возникают, когда ядра заполнены железом, которое больше не может создавать энергию посредством синтеза. Когда это происходит, давление, поддерживающее массу звезды, исчезает, и внешние слои разрушаются на чрезвычайно плотное ядро. Это создает ударную волну, которая отражается ядром и устремляется наружу, ударяясь о более разрушающийся материал и создавая тупиковую ситуацию, когда давление наружу уравновешивает падающий материал. Для продолжения сверхновой эта внешняя ударная волна нуждается в дополнительном ускорении.
В то время как астрономы расходятся во мнениях относительно того, что именно может вызвать это оживление, некоторые полагают, что оно генерируется в виде ядра, перегретого до сотен миллиардов градусов, испускающего нейтрино. При нормальной плотности эти частицы проходят мимо большей части вещества, но в сверхплотных областях внутри сверхновой происходит захват многих частиц, разогрев материала и выталкивание ударной волны обратно, чтобы создать событие, которое мы наблюдаем как сверхновую.
Независимо от того, что вызывает это, команда предполагает, что этот пункт имеет решающее значение для конечной массы объекта. Если он взорвется, большая часть массы прародителя будет потеряна, подталкивая его к нейтронной звезде. Если ему не удается вытолкнуть наружу, материал разрушается и входит в горизонт событий, накапливая массу и направляя конечную массу вверх. Это момент все или ничего.
И момент - хорошее описание того, как быстро это происходит. В наиболееастрономы предполагают, что это взаимодействие между внешним шоком и внутренним коллапсом занимает одну секунду. Другие модели устанавливают шкалу времени на одну десятую секунды. В новом исследовании отмечается, что чем быстрее принимается решение, тем более выражен разрыв в результирующих объектах. Таким образом, тот факт, что разрыв существует, может быть принят в качестве доказательства того, что это решение было принято за долю секунды.
