Астрономы использовали космический аппарат XMM-Newton Европейского космического агентства, чтобы изучить с его помощью сверхионизированную рекомбинирующую плазму в остатках сверхновой, известных как IC 443. Результаты этого исследования дают важную информацию о происхождении этой плазмы в изученных остатках сверхновой.
Остатки сверхновых представляют собой диффузные, расширяющиеся в пространство структуры, образующиеся в результате взрыва сверхновой. Они содержат материал, извергнутый в результате взрыва, а также другой материал из межзвездного пространства, который был захвачен прохождением ударной волны, возникшей при взрыве звезды.
Остатки сверхновой IC 443 образовались в результате взрыва сверхновой с коллапсом ядра, имеют диаметр примерно в 50 угловых минут и принадлежат к ассоциации GEM OB1, находясь на расстоянии около 4900 световых лет от нас. Эти остатки сверхновой демонстрируют оболочечную морфологию при наблюдениях в радиодиапазоне и тепловое рентгеновское излучение с ростом плотности излучения при движении в направлении центра структуры.
Наблюдения показали, что остатки сверхновой IC 443 состоят из двух взаимосвязанных квазисферических подоболочек, отличающихся друг от друга как радиусом, так и расположением центроида в пространстве. Оказалось, что окрестности этих остатков сверхновой имеют сложное устройство, поскольку они взаимодействуют с молекулярным облаком в северо-западной и юго-восточной областях, а также с атомным облаком на северо-востоке.
Остатки сверхновой IC 443 считаются одним из наиболее важных в своем роде объектов для изучения механизмов формирования так называемой сверхионизированной рекомбинирующей плазмы. Недавние рентгеновские наблюдения выявили существование плазмы, находящейся преимущественно в состоянии рекомбинации, в более чем десяти остатках сверхновой. Такие плазмы имеют более высокую степень ионизации, чем ожидается, исходя из равновесия ионизации при столкновении частиц, поэтому они были названы сверхионизированными рекомбинирующими плазмами.
Наблюдая такую плазму в остатках сверхновой IC 443, группа под руководством Хиромичи Окона (Hiromichi Okon) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, заметила, что взаимодействие плазмы с плотными молекулярными облаками приводит к более низкой температуре электронов и обусловливает меньшие временные масштабы рекомбинации. Расчеты показали, что плазма в этих областях пространства является более холодной и более глубоко ионизирована.
Астрономы отметили, что наблюдаемые свойства рекомбинирующей плазмы в остатках сверхновой IC 443 могут быть объяснены стремительным охлаждением, связанным с отдачей тепла теплопроводностью. Они добавили, что похожий результат был получен в случае остатков сверхновой W44, где испарение газа, расположенного внутри облака раскаленной плазмы, вызывает стремительное охлаждение.
Согласно работе, другая гипотеза, которая может объяснить сверхионизацию, состоит в том, что это состояние могло быть вызвано ионизацией протонов. Однако авторы склоняются к первому сценарию, поскольку бомбардировка протонами объясняет далеко не все наблюдаемые свойства рекомбинирующей плазмы в остатках сверхновой IC 443.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение