Сверхновые - это самые разрушительные вещи, которые могут случиться со звездами, более массивными, чем Солнце. Когда происходят эти катастрофические взрывы, они испускают достаточно света, чтобы затмить галактику, где существовала звезда. Это много энергии, выделяющейся в виде видимого света и другого излучения! Они также могут взорвать звезду на части.
Существует два известных типа сверхновых. Каждый тип имеет свои особенности и динамику. Давайте посмотрим, что такое сверхновые звезды и как они возникают в галактике.
Тип I Сверхновые
Чтобы понять сверхновую, важно знать кое-что о звездах. Они проводят большую часть своей жизни, проходя период активности, называемой основная последовательность. Начинается когда термоядерная реакция воспламеняется в звездном ядре. Это заканчивается, когда звезда исчерпала водород, необходимый для поддержания этого синтеза, и начинает смешивать более тяжелые элементы.
Как только звезда покидает главную последовательность, ее масса определяет, что будет дальше. Для сверхновых типа I, возникающих в двойных звездных системах, звезды, масса которых примерно в 1,4 раза превышает массу нашего Солнца, проходят несколько фаз. Они переходят от плавления водорода к плавлению гелия. В этот момент ядро звезды не имеет достаточно высокой температуры, чтобы плавить углерод, и поэтому оно входит в фазу супер красного гиганта. Внешняя оболочка звезды медленно рассеивается в окружающей среде и оставляет белого карлика (остаточное углеродно-кислородное ядро исходной звезды)
в центре планетарной туманности.По сути, белый карлик имеет сильное гравитационное притяжение, которое притягивает материал от его спутника. Этот «звездный материал» собирается в диск вокруг белого карлика, известный как аккреционный диск. Когда материал накапливается, он падает на звезду. Это увеличивает массу белого карлика. В конце концов, когда масса увеличивается примерно в 1,38 раза больше массы нашего Солнца, звезда извергается в результате сильного взрыва, известного как сверхновая типа I.
В этой теме есть некоторые вариации, такие как слияние двух белых карликов (вместо аккреции материала от звезды главной последовательности на своего компаньона-карлика).
Тип II Сверхновые
В отличие от сверхновых типа I, сверхновые типа II случаются с очень массивными звездами. Когда один из этих монстров достигает конца своей жизни, дела идут быстро. В то время как звезды, подобные нашему Солнцу, не будут иметь достаточно энергии в своих ядрах, чтобы выдержать синтез углерода, больше звезды (более чем в восемь раз превышающие массу нашего Солнца) в конечном итоге соединят элементы вплоть до железа в ядро. Сплав железа требует больше энергии, чем у звезды. Как только такая звезда попытается сплавить железо, катастрофический конец неизбежен.
Как только слияние прекращается в ядре, ядро сжимается из-за огромной силы тяжести, и внешняя часть звезды «падает» на ядро и отскакивает, создавая мощный взрыв. В зависимости от массы ядра он либо станет нейтронная звезда или черная дыра.
Если масса ядра в 1,4–3,0 раза превышает массу Солнца, ядро станет нейтронной звездой. Это просто большой шар нейтронов, плотно упакованный вместе гравитацией. Это происходит, когда ядро сжимается и подвергается процессу, известному как нейтронизация. Вот где протоны в ядре сталкиваются с электронами очень высокой энергии, чтобы создать нейтроны. Когда это происходит, ядро застывает и посылает ударные волны через материал, падающий на ядро. Внешний материал звезды затем вытесняется в окружающую среду, создавая сверхновую. Все это происходит очень быстро.
Создание звездной черной дыры
Если масса ядра умирающей звезды будет больше чем в три-пять раз больше массы Солнца, тогда ядро не сможет выдержать свою огромную гравитацию и разрушится в черную дыру. Этот процесс также создаст ударные волны, которые переносят материал в окружающую среду, создавая тот же тип сверхновой, что и тип взрыва, который создает нейтронную звезду.
В любом случае, будь то нейтронная звезда или черная дыра, ядро остается в качестве остатка взрыва. Остальная часть звезды вылетает в космос, заполняя близлежащее пространство (и туманности) тяжелыми элементами, необходимыми для образования других звезд и планет.
Ключевые вынос
- Сверхновые бывают двух видов: тип 1 и тип II (с подтипами, такими как Ia и IIa).
- Взрыв сверхновой часто взрывает звезду, оставляя позади массивное ядро.
- Некоторые взрывы сверхновых приводят к образованию черных дыр звездной массы.
- Звезды, подобные Солнцу, НЕ умирают как сверхновые.
Отредактировано и обновлено Кэролин Коллинз Петерсен.