Ремнант — остаточный объект в астрофизике¶
Ремнант (от англ. remnant — остаток) — остаточная структура, образующаяся в результате эволюции или разрушения исходного объекта. Термин широко применяется в астрофизике для обозначения остатков сверхновых, планетарных туманностей, галактических столкновений и других астрономических процессов, а также в биологии, материаловедении и компьютерных науках.
¶Астрономические ремнанты
¶Остатки сверхновых
Наиболее известный класс — остатки сверхновых (supernova remnants, SNR). Они образуются, когда массивная звезда выбрасывает внешние слои в результате взрыва сверхновой, а ударная волна разгоняет межзвёздное вещество. Типичный остаток сверхновой расширяется со скоростью сотен километров в секунду и постепенно замедляется по мере взаимодействия с межзвёздной средой.
Классическая схема эволюции остатка сверхновой включает три фазы:
- Фаза свободного расширения — ударная волна почти не тормозится, скорость расширения почти постоянна.
- Фаза Седова — Тейлора — выброшенная масса становится соизмеримой с массой затронутого межзвёздного газа, замедление нарастает.
- Рассеивающая фаза — остаток постепенно вливается в межзвёздную среду, его граница становится нечёткой.
Крупнейшим и наиболее изученным остатком сверхновой, наблюдаемым с Земли, является Крабовидная туманность (M1) в созвездии Тельца — результат сверхновой, вспыхнувшей в 1054 году и описанной китайскими и японскими астрономами. В её центре расположена Крабовидная пульсар — быстро вращающаяся нейтронная звезда с периодом около 33 миллисекунд.
Другие известные остатки:
- Тысячелетняя туманность (M1, NGC 6960) в созвездии Лебедя — остаток сверхновой, наблюдавшейся в 1392 или 1640 году.
- Остаток сверхновой SN 1006 — один из ярчайших исторически зарегистрированных взрывов, остаток наблюдается в созвездии Волка.
- Остаток сверхновой SN 1987A в Большом Магеллановом Облаке — ближайший к нам остаток современной эпохи, активно изучается с момента взрыва.
Остатки сверхновых являются основным источником тяжёлых элементов в межзвёздной среде — железа, кремния, кислорода и других элементов, синтезированных в ходе взрыва и последующего распада радиоактивных изотопов.
¶Планетарные туманности
Планетарные туманности — ещё один класс астрономических ремнантов. Они образуются, когда красные гиганты сбрасывают внешние оболочки, а оставшееся горячее ядро — будущий белый карлик — ионизует выброшенный газ. Примеры: туманность Кольцо (M57) в созвездии Лиры, туманность Спираль (M27) в созвездии Лисички.
¶Ремнанты галактических столкновений
При столкновении галактик образуются галактические ремнанты — искажённые остатки галактик, утратившие первоначальную структуру. Пример — галактика «Волчья пасть» (NGC 4038/4039) в созвездии Ворона, где слияние двух галактик привело к формированию характерной формы и активному звездообразованию.
¶Ремнанты в других областях науки
¶Биология
В биологии термин «ремнант» обозначает остаточную структуру или орган, утративший первоначальную функцию. Примеры: рудиментарные кости таза у китообразных, хвостовые позвонки человека, рудименты глаз у пещерных рыб. Также ремнантами называют остатки популяций, сохранившихся на ограниченной территории после сокращения ареала.
¶Компьютерные науки
В теории вычислительных систем ремнант — это остаточный процесс или объект, оставшийся после завершения основной операции. В распределённых системах под ремнантами понимают узлы или данные, сохраняющиеся после отказа основного узла.
¶Материаловедение
В материаловедении ремнант — это остаточная фаза или структурный компонент материала, сохранившийся после фазового перехода или химической реакции.
¶Наблюдение и изучение
Остатки сверхновых исследуются в широком диапазоне электромагнитного спектра — от радиоволн (синхротронное излучение) до рентгеновских лучей (горячий газ с температурой в миллионы кельвинов). В России изучением остатков сверхновых занимаются в Государственном астрономическом институте им. Штернберга (ГАИШ МГУ), Астрономическом институте им. Шмидта и на обсерватории РАН в Зеленчуке.
Источники:
- Гурьев И. С. «Сверхновые звёзды и их остатки»
- Липунов В. М. «Астрофизика нейтронных звёзд»
- Беркович А. В. «Общая астрофизика»
- Encyclopaedia Britannica: Supernova Remnant
- NASA Astrophysics Data System