Supernovele sunt stele care își completează evoluția într-un proces exploziv catastrofic.
Termenul "supernovas" a fost folosit pentru a descrie stele care au crescut mult (prin ordine de mărime) mai puternice decât așa-numitele "noi stele". De fapt, nici unul, nici celălalt nu sunt fizic noi, stelele deja existente întotdeauna clipesc. Dar, în mai multe cazuri istorice, acele stele care înainte au fost pe cer aproape sau complet invizibile au strălucit, ceea ce a creat efectul apariției unei noi stele.
Fizica supernovelor
Supernove de tip II
Conform ideilor moderne, sinteza termonucleară duce în cele din urmă la îmbogățirea compoziției regiunilor interioare ale stelei cu elemente grele. În procesul de fuziune termonucleară și formarea de elemente grele, steaua se micșorează, iar temperatura din centrul său crește. (Efectul capacității de căldură negativă a unei substanțe gravitaționale nedegenerate.) Dacă masa stelei este suficient de mare, procesul de sinteză termonucleară ajunge la concluzia sa logică cu formarea nucleelor de fier și nichel, iar compresia continuă. În acest caz, reacțiile termonucleare vor continua numai într-un anumit strat al stelei din jurul nucleului central, unde există încă combustibil termonuclear nears. Miezul central se contractează din ce în ce mai mult și, la un moment dat, din cauza presiunii, reacțiile de neutronizare încep să aibă loc - protonii încep să absoarbă electronii, transformându-se în neutroni. Acest lucru provoacă o pierdere rapidă a energiei purtate de neutrinii care rezultă (așa-numita răcire cu neutrini), astfel încât miezul stelei este comprimat și răcit. Procesul de prăbușire al miezului central este atât de rapid încât în jurul acestuia se formează o undă de rarefacție. Apoi, după nucleu, shell-ul se îndreaptă și spre centrul stelei. Mai mult, materialul de coajă este rebound de la nucleu și se formează o undă de șoc propagând spre exterior, inițiând reacții termonucleare. În același timp, se eliberează suficientă energie pentru a descărca carcasa supernovei la o rată ridicată. Procesul de încărcare a undelor de șoc prin energia neutrinilor care ies din regiunea centrală este de mare importanță. Un astfel de mecanism de explozie aparține supernovelor de tip II (SN II). După cum arată simularea numerică, valul de șoc al unei reveniri nu conduce la o explozie a supernovei. Se oprește la o distanță de aproximativ 100-200 km de centrul stelei. Contabilitatea rotației și prezența unui câmp magnetic face posibilă simularea numerică a unei explozii supernovate (mecanismul magnetorotational al unei explozii supernova cu un miez de colaps). Se crede că formarea supernovei de tip II încheie evoluția tuturor stelelor a căror masă inițială depășește 8-10 mase solare. După explozie, rămâne o stea neutronică sau o gaură neagră, iar în jurul acestor obiecte din spațiu de ceva timp există rămășițe ale cochililor stelei explodante sub forma unei nebuloase de gaz expandate.
Supernovae tip Ia
Mecanismul exploziilor supernova de tipul Ia (SN Ia) pare oarecum diferit. Aceasta este așa-numita supernova termonucleară, în baza mecanismului de explozie a căruia se află procesul de fuziune termonucleară în nucleul dens de carbon-oxigen al stelei. Preceptorii SN Ia sunt pitici albi cu o masă apropiată de limita Chandrasekhar. Este în general acceptat faptul că astfel de stele se pot forma în timpul fluxului de materie din cea de-a doua componentă a sistemului stelar binar. Acest lucru se întâmplă dacă a doua stea a sistemului se află în afara lobului său Roche sau face parte dintr-o clasă de stele cu un vânt super-intens. Pe măsură ce masa piticului alb crește, densitatea și temperatura crește treptat. În cele din urmă, când temperatura atinge aproximativ 3108 K, apar condițiile de aprindere a amestecului de carbon-oxigen. De la centru până la straturile exterioare, frontul de combustie începe să se propagă, lăsând în urmă produsele de ardere - nucleele grupului de fier. Propagarea frontului de combustie are loc într-un regim de deflagrație lentă și este instabilă la diferite tipuri de perturbații. Cea mai importantă este instabilitatea Relay-Taylor, care rezultă din acțiunea forței Archimedean asupra produselor de ardere mai ușoare și mai puțin dense, în comparație cu o coajă densă de carbon-oxigen. Inceput procesele convective intensive la scară largă care să conducă la o consolidare și mai mare a reacțiilor de fuziune și pentru izolarea mantalei necesară resetarea supernova (
1051 erg). Viteza frontului de combustie crește, turbulența flăcării și formarea unui val de șoc în straturile exterioare ale stelei sunt posibile.
Alte tipuri de supernove
Există și SN Ib și Ic, ale căror precursori sunt stele masive în sistemele binare, spre deosebire de SN II, ale căror precursori sunt stele singulare.
Teoria supernovei
Teoria completă a supernovelor nu există încă. Toate modelele oferite sunt simplificate și au parametri liberi, care trebuie ajustați pentru a obține imaginea necesară exploziei. În prezent, în modelele numerice este imposibil să se ia în considerare toate procesele fizice care apar în stele și care sunt importante pentru dezvoltarea focarului. Nu există, de asemenea, o teorie completă a evoluției stelare.
Rețineți că predecesorul faimosului supernova SN 1987A, referitor la cel de-al doilea tip, este supergiantul albastru, și nu roșu, așa cum se presupunea înainte de 1987 în modelele SN II. De asemenea, probabil, restul său nu are un obiect compact, cum ar fi o stea neutronică sau o gaură neagră, după cum se poate observa din observații.
Locul supernovelor din univers
Conform numeroaselor studii, după nașterea universului, a fost umplute numai cu substanțe ușoare - hidrogen și heliu. Toate celelalte elemente chimice ar putea fi formate numai în procesul de ardere a stelelor. Aceasta înseamnă că planeta noastră (și noi suntem cu voi) constă dintr-o substanță formată în intestinul unei stele preistorice și expulzată o dată într-o explozie supernovă.
Vezi de asemenea
• Accreție
• Pitic alb
• Răcirea prin neutralizare
• Steaua neutronică
• rămășița Supernova
• Limita Oppenheimer-Volkov
• Limita Chandrasekhar
• Pulsar
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: