Supernovas: katastrofāli milzu zvaigžņu sprādzieni

Tas ir tas, kas paliek pāri, kad masīva zvaigzne uzsprāgst kā supernova. Habla kosmiskais teleskops uzņēma šo Krabja miglāja attēlu, kas ir supernovas paliekas, kas atrodas vairāk nekā 6000 gaismas gadu attālumā no Zemes. NASA

Supernovas ir postošākās lietas, kas var notikt ar zvaigznēm, kas ir masīvākas par Sauli. Kad notiek šie katastrofālie sprādzieni, tie izdala pietiekami daudz gaismas, lai pārspētu galaktiku, kurā pastāvēja zvaigzne. Tas ir daudz enerģijas izdalīšanās redzamās gaismas un cita starojuma veidā! Viņi var arī izpūst zvaigzni.

Ir zināmi divi supernovu veidi. Katram veidam ir savas īpatnības un dinamika. Apskatīsim, kas ir supernovas un kā tās rodas galaktikā.

I tipa supernovas

Lai saprastu supernovu, ir svarīgi zināt dažas lietas par zvaigznēm. Lielāko daļu savas dzīves viņi pavada aktivitātes periodā, ko sauc par atrašanās vietu galvenā secība . Tas sākas, kad kodolsintēze aizdegas zvaigžņu kodolā. Tas beidzas, kad zvaigzne ir izsmēlusi ūdeņradi, kas nepieciešams šīs saplūšanas uzturēšanai, un sāk sakausēt smagākus elementus.

Kad zvaigzne atstāj galveno secību, tās masa nosaka, kas notiks tālāk. I tipa supernovām, kas sastopamas bināro zvaigžņu sistēmās, zvaigznes, kuru masa ir aptuveni 1,4 reizes lielāka par mūsu Saules masu, iziet vairākas fāzes. Tie pāriet no ūdeņraža saplūšanas uz hēlija saplūšanu. Tajā brīdī zvaigznes kodols nav pietiekami augstā temperatūrā, lai sakausētu oglekli, un tāpēc tā nonāk supersarkanā milzu fāzē. Zvaigznes ārējais apvalks lēnām izkliedējas apkārtējā vidē un atstāj baltu punduri (sākotnējās zvaigznes atlikušo oglekļa/skābekļa kodolu) planētu miglāja centrā .

Būtībā baltajam pundurim ir spēcīga gravitācijas pievilkšana, kas piesaista materiālu no sava pavadoņa. Šīs 'zvaigznes lietas' savāc diskā ap balto punduri, kas pazīstams kā akrecijas disks. Materiālam uzkrājoties, tas nokrīt uz zvaigznes. Tas palielina baltā pundura masu. Galu galā, masai pieaugot līdz aptuveni 1,38 reizēm par mūsu Saules masu, zvaigzne izvirst vardarbīgā sprādzienā, kas pazīstams kā I tipa supernova.

Šai tēmai ir dažas variācijas, piemēram, divu balto punduru saplūšana (nevis materiāla uzkrāšanās no galvenās secības zvaigznes uz tās punduru pavadoni).

II tipa supernovas

Atšķirībā no I tipa supernovām, II tipa supernovas notiek ar ļoti masīvām zvaigznēm. Kad kāds no šiem monstriem sasniedz mūža beigas, viss notiek ātri. Tā kā tādu zvaigžņu kā mūsu Saule kodolos nebūs pietiekami daudz enerģijas, lai uzturētu kodolsintēzi aiz oglekļa, bet lielākas zvaigznes (vairāk nekā astoņas reizes lielākas par mūsu Saules masu) galu galā sapludinās elementus līdz dzelzi kodolā. Dzelzs kodolsintēze patērē vairāk enerģijas, nekā zvaigznei ir pieejams. Ja reiz šāda zvaigzne mēģina sakausēt dzelzi, katastrofālas beigas ir neizbēgamas.

Kad kodolsintēze beigsies, kodols saruks milzīgās gravitācijas dēļ, un zvaigznes ārējā daļa “nokrīt” uz kodola un atsitiena, radot milzīgu sprādzienu. Atkarībā no serdes masas tas vai nu kļūs a neitronu zvaigzne vai melnais caurums .

Ja kodola masa ir no 1,4 līdz 3,0 reizes lielāka par Saules masu, kodols kļūs par neitronu zvaigzni. Tā ir vienkārši liela neitronu bumba, kas gravitācijas ietekmē ir ļoti cieši saspiesta. Tas notiek, kad kodols saraujas un tiek pakļauts procesam, kas pazīstams kā neitronizācija. Tur kodolā esošie protoni saduras ar ļoti augstas enerģijas elektroniem, veidojot neitronus. Tā rezultātā serde sastingst un raida triecienviļņus caur materiālu, kas krīt uz serdes. Pēc tam zvaigznes ārējais materiāls tiek izspiests apkārtējā vidē, radot supernovu. Tas viss notiek ļoti ātri.

Zvaigžņu melnā cauruma izveide

Ja mirstošās zvaigznes kodola masa būs trīs līdz piecas reizes lielāka par Saules masu, kodols nespēs izturēt savu milzīgo gravitāciju un sabruks melnajā caurumā. Šis process radīs arī triecienviļņus, kas iedzen materiālu apkārtējā vidē, radot tādu pašu supernovu kā sprādziena veids, kas rada neitronu zvaigzni.

Jebkurā gadījumā neatkarīgi no tā, vai tiek izveidota neitronu zvaigzne vai melnais caurums, kodols tiek atstāts kā sprādziena paliekas. Pārējā zvaigzne tiek izpūsta kosmosā, iesējot tuvējo kosmosu (un miglājus) ar smagiem elementiem, kas nepieciešami citu zvaigžņu un planētu veidošanai.

Key Takeaways

• Supernovām ir divas garšas: 1. tips un II tips (ar tādiem apakštipiem kā Ia un IIa).
• Supernovas sprādziens bieži izpūš zvaigzni, atstājot aiz sevis masīvu kodolu.
• Dažu supernovas sprādzienu rezultātā veidojas zvaigžņu masas melnie caurumi.
• Zvaigznes, piemēram, Saule, NEmirst kā supernovas.

Rediģēja un atjauninājaKerolīna Kolinsa Petersena.