Supernove: katastrofalne eksplozije velikanskih zvezd

To je tisto, kar ostane, ko masivna zvezda eksplodira kot supernova. Vesoljski teleskop Hubble je posnel to sliko meglice Rakovica, ostanka supernove, ki je od Zemlje oddaljena več kot 6000 svetlobnih let. NASA

Supernove so najbolj uničujoče stvari, ki se lahko zgodijo zvezdam, masivnejšim od Sonca. Ko se zgodijo te katastrofalne eksplozije, sprostijo dovolj svetlobe, da zasenči galaksijo, kjer je zvezda obstajala. To je veliko energije, ki se sprošča v obliki vidne svetlobe in drugega sevanja! Zvezdo lahko tudi raznesejo.

Znani sta dve vrsti supernov. Vsak tip ima svoje posebne značilnosti in dinamiko. Oglejmo si, kaj so supernove in kako nastanejo v galaksiji.

Supernove tipa I

Da bi razumeli supernovo, je pomembno vedeti nekaj stvari o zvezdah. Večino svojega življenja preživijo skozi obdobje dejavnosti, ki se imenuje biti na glavno zaporedje . Začne se, ko jedrska fuzija vname v zvezdnem jedru. Konča se, ko zvezda izčrpa vodik, potreben za vzdrževanje te fuzije, in začne zlivati ​​težje elemente.

Ko zvezda zapusti glavno zaporedje, njena masa določa, kaj se bo zgodilo naslednje. Za supernove tipa I, ki se pojavljajo v binarnih zvezdnih sistemih, gredo zvezde, ki imajo približno 1,4-kratno maso našega Sonca, skozi več faz. Prehajajo s taljenja vodika na taljenje helija. Na tej točki jedro zvezde nima dovolj visoke temperature, da bi zlilo ogljik, in tako preide v fazo super rdeče velikanke. Zunanja ovojnica zvezde se počasi razprši v okoliški medij in pusti belo pritlikavko (ostanek ogljikovega/kisikovega jedra prvotne zvezde) v središču planetarne meglice .

V bistvu ima beli pritlikavec močno gravitacijsko silo, ki privlači material iz svojega spremljevalca. Ta 'zvezdna snov' se zbira v disk okoli bele pritlikavke, znan kot akrecijski disk. Ko se material kopiči, pade na zvezdo. To poveča maso bele pritlikavke. Sčasoma, ko se masa poveča na približno 1,38-kratno maso našega Sonca, zvezda izbruhne v siloviti eksploziji, znani kot supernova tipa I.

Obstaja nekaj različic na to temo, kot je združitev dveh belih pritlikavk (namesto akrecije materiala iz zvezde glavnega zaporedja na njenega pritlikavega spremljevalca).

Supernove tipa II

Za razliko od supernov tipa I se supernove tipa II zgodijo zelo masivnim zvezdam. Ko ena od teh pošasti doseže konec svojega življenja, gredo stvari hitro. Medtem ko zvezde, kot je naše Sonce, v svojih jedrih ne bodo imele dovolj energije, da bi vzdrževale fuzijo mimo ogljika, bodo večje zvezde (več kot osemkratna masa našega Sonca) sčasoma spojile elemente vse do železa v jedru. Fuzija železa zahteva več energije, kot jo ima zvezda na voljo. Ko enkrat takšna zvezda poskuša zliti železo, je katastrofalen konec neizogiben.

Ko se fuzija v jedru prekine, se bo jedro skrčilo zaradi izjemne gravitacije in zunanji del zvezde 'pade' na jedro ter se odbije in povzroči ogromno eksplozijo. Odvisno od mase jedra bo bodisi postalo a nevtronska zvezda oz Črna luknja .

Če je masa jedra med 1,4 in 3,0-kratno maso Sonca, bo jedro postalo nevtronska zvezda. To je preprosto velika krogla nevtronov, ki jih gravitacija zelo tesno stisne skupaj. To se zgodi, ko se jedro skrči in je podvrženo procesu, znanemu kot nevtronizacija. Tam protoni v jedru trčijo z elektroni z zelo visoko energijo, da ustvarijo nevtrone. Ko se to zgodi, se jedro strdi in pošilja udarne valove skozi material, ki pada na jedro. Zunanji material zvezde se nato potisne v okoliški medij in ustvari supernovo. Vse to se zgodi zelo hitro.

Ustvarjanje zvezdne črne luknje

Če bi bila masa jedra umirajoče zvezde večja od tri- do petkratne mase Sonca, potem jedro ne bi moglo podpirati lastne ogromne gravitacije in se bo sesedlo v črno luknjo. Ta proces bo ustvaril tudi udarne valove, ki poganjajo material v okoliški medij in ustvarjajo isto vrsto supernove kot tip eksplozije, ki ustvari nevtronsko zvezdo.

V obeh primerih, ne glede na to, ali nastane nevtronska zvezda ali črna luknja, jedro ostane kot ostanek eksplozije. Preostanek zvezde odpihne v vesolje, tako da se bližnji prostor (in meglice) poseje s težkimi elementi, potrebnimi za nastanek drugih zvezd in planetov.

Ključni zaključki

• Supernove so na voljo v dveh različicah: tip 1 in tip II (s podtipoma, kot sta Ia in IIa).
• Eksplozija supernove pogosto raznese zvezdo narazen, za seboj pa ostane masivno jedro.
• Nekatere eksplozije supernov povzročijo nastanek črnih lukenj zvezdne mase.
• Zvezde, kot je Sonce, NE umrejo kot supernove.

Uredil in posodobilCarolyn Collins Petersen.