Hvordan dannes supernovaer?
Under sin levetid på hovedsekvensen forbliver stjernen inde
Og disse to processer regulerer hinanden.Hvis tyngdekraften vinder, begynder stjernen at skrumpe, men på grund af dette stiger trykket, tætheden og dermed temperaturen i kernen, og mere energi begynder at blive frigivet, og tyngdekraften er igen afbalanceret.
Dette virker også i den modsatte retning, hvis det er stærkereder kommer tryk fra midten, stjernen udvider sig, trykket falder og derefter genereres energi i midten og balancen genoprettes igen. Takket være denne mekanisme er stjerner i ligevægt gennem deres liv på hovedsekvensen.
Når vores sol slutter,og dets kerne begynder at løbe tør for brint, hvorfra helium syntetiseres, når kernetemperaturen, der er nødvendig for forbrænding af helium, når 100 millioner grader, begynder kulstof at blive syntetiseret. Men vores sol har ikke nok masse til at starte den næste fusionscyklus, og til sidst er der en planetarisk tåge og en hvid dværg tilbage.
Keplers supernova-rest
Stjernerne er dog mere massive end vores Sol, efter at have passeret demde samme faser, på grund af stærkere tyngdekraft, stopper ikke ved kulstof, men fortsætter med at syntetisere stadig tungere elementer som neon, ilt, silicium. Og hver næste fase er meget kortere end den forrige.
Hvis der brændes brint, kan en massiv stjernemillioner af år, så kan siliciumfasen kun vare uger. Under alle disse faser opretholder den stadig ligevægt og modstår tyngdekraften på grund af den frigivne energi. Men kun så længe termonukleære reaktioner ikke når jern.
I synteseprocessen absorberes jern alleredeenergi, ligevægt krænkes, tyngdekraften vinder og kernen falder sammen på et sekund. I dette tilfælde frigives en enorm mængde energi, og der opstår en supernovaeksplosion. Som et resultat, afhængigt af stjernens begyndelsesmasse, forbliver enten en neutronstjerne eller et sort hul. Dette er en forenklet beskrivelse af kun en af mekanismerne for atomkollaps.
Hvad er zombie -stjerner?
Zombiestjernen er en hypotetisk supernovaType Iax, eller type Iax, som efter eksplodering efterlader en rest stjerne i stedet for fuldstændig at sprede stjernemassen. Type Iax supernovaer ligner Type Ia supernovaer, men har en langsommere udstødningshastighed og lyser ikke så stærkt.
- Hvad sker der med dem?
Type Ia supernovaer eksploderer fra binære systemer,som består af mindst én hvid dværg - en lille, supertæt stjerne, der er holdt op med at gennemgå kernefusion. Hvide dværge er "døde", men i denne form kan de ikke forblive i et binært system.
De kan vende tilbage til livet, omend i kort tid, i en kæmpe eksplosion sammen med en supernova og suge liv fra deres ledsagerstjerne eller ved at fusionere med den.
I de fleste tilfælde er supernovaer faktiskrepræsenterer den sidste fase af en stjernes liv, hvor de bogstaveligt talt eksploderer og bliver fuldstændig ødelagt. Forskere ved NASA mener dog, at supernovaer kan efterlade en del af en døende dværgstjerne.
- Første type eksplosion
En hovedsekvensstjerne forbliver stabil, fordi tyngdekraften modvirkes af gastryk og stråling produceret af termonukleare reaktioner i kernen.
Men da hvide dværge er frataget dette herder er allerede en anden mekanisme, der modarbejder stjernens tyngdekraft, og dette er trykket fra den degenererede elektrongas. Men nu vil vi ikke analysere denne proces, der er forbundet med kvanteeffekter.
Og denne mekanisme har også en grænse, en massegrænse, hvorefter en hvid dværg ikke kan eksistere stabilt. Dette er Chandrasekhar-grænsen, anslået til omkring 1,4 solmasser.
En hvid dværg kan eksplodere som en ny, ikke en supernova, men en ny. Ved at få masse fra følgestjernen dannes et lag af hovedsageligt brint på overfladen.
Hvis objektets masse ikke nærmer sig grænsenChandrasekhar på et bestemt tidspunkt i dette lag lanceres termonukleare reaktioner. De begynder at ske meget hurtigt, som en eksplosion. En stor mængde energi frigives, og det ydre akkumulerede lag kasseres, og den hvide dværg forbliver, så en ny blusser op.
Og dette navn dukkede op, fordi forobservatør på Jorden, vises en meget lys stjerne på himlen, og det kan være det tredje klareste objekt efter Solen og Månen. På det sted, hvor en stjerne ikke var synlig før, blev en ny født, og så falder lysstyrken hurtigt. Og en lignende proces med en hvid dværg kan gentages mange gange.
Hvis derimod en hvid dværg, der får masse,overvinder Chandrasekhar -grænsen, trykket fra den degenererede elektrongas kan ikke længere modstå tyngdekraften. Under dens indflydelse kollapser den hvide dværg og bliver til et endnu tættere og mere kompakt objekt, en neutronstjerne.
Supernova-rest RCW 103 med neutronstjerne 1E 161348-5055 i midten
- Anden type eksplosion
En anden mulighed er blot en supernovaeksplosiontype 1a. Forskere diskuterer stadig detaljerne i denne proces, men generelt ser det sådan ud. Når den hvide dværg akkumulerer masse, nærmer den sig Chandrasekhar-grænsen, stiger temperaturen i den hvide dværg så meget, at termonukleære reaktioner af kulstofforbrænding udløses.
Disse reaktioner er meget hurtige og eksplosive,der sker en supernovaeksplosion. Type Ia supernovaer er meget vigtige og studeres aktivt, også fordi de kan bruges til at måle afstande i rummet som såkaldte standardlys.
Et objekt eksploderer jo altid med nogenlunde samme masse, og man kan beregne eksplosionens energi og groft sagt objektets lysstyrke.
- Hvornår fandt du ud af dem?
For første gang om muligheden for, at zombiestjerner dukker opAstronomer begyndte at tale, da de observerede en svag blå stjerne, der fodrede sin energi til en større ledsagerstjerne. Denne proces resulterede i sidste ende i en relativt lille supernova, klassificeret som Type Iax.
Det er ikke særlig lyst og udstråler ikke så meget stjernemasse som klasse Iax -supernovaer gør. I øjeblikket er dette den eneste kendte proces, der fører til eksplosionen af hvide dværge.
Typisk stjerner, der eksploderer til sidstderes livscyklus er massiv og har relativt korte forbigående cyklusser. Hvide dværge er derimod koldere, lever længere og eksploderer normalt ikke. I stedet spreder de deres masse og skaber en planetarisk tåge.
- Hvor mange blev fundet?
NASA-eksperter siger, at de allerede har opdagetomkring 30 supernovaer af Type Iax-underklassen, der efterlader de overlevende hvide dværge. Der kræves dog mere forskning og observation for at bekræfte deres eksistens.
Zombie Star Repræsentanter
- iPTF14hls
I 2017 annoncerede astronomer eksistensen af en supernova iPTF14hls, som eksploderede flere gange over en periode på mere end 50 år. Dette modbeviser fuldstændig eksisterende viden om afslutningen på en stjernes liv.
En almindelig supernova stiger til sit maksimumlysstyrke og forsvinder på omkring 100 dage. Supernova iPTF14hls blev lysnet og dæmpet mindst fem gange over to år. Astronomer gennemgik arkiverede data og blev forbløffet over at finde beviser for, at det eksploderede i 1954 på samme sted på himlen.
Tilsyneladende overlevede iPTF14hls på en eller anden måde den tidligere eksplosion og eksploderede igen i 2014.
Leder efter et svar på dette mærkelige fænomenastronomer teoretiserede, at den massive stjerne blev så varm i sin kerne, at energi blev omdannet til stof og antistof. Dette førte til en eksplosion, der blæste stjernens ydre lag væk og efterlod kernen intakt. Denne proces blev gentaget årtier senere og kunne gentages mange gange før det store sidste brag.
- LP 40-365
Blandet kemisk sammensætning og hurtig rotationhvid dværg LP 40-365 indikerer, at denne stjerne havde en partner i fortiden, og den høje hastighed og retning af banen svarer til nedslaget modtaget af denne stjerne i en eksplosion af type Iax, som fandt sted i perioden fra 5 til 50 millioner år siden i en afstand flere titusindvis af lysår fra Jorden.
Fordi supernovaeksplosioner kun varerfå sekunder og videnskabsmænd ikke kan forudsige præcis, hvor eksplosionen vil finde sted, er den eneste måde at studere disse begivenheder på at studere deres konsekvenser.
Yderligere observationer af den hvide dværg LP 40-365vil give videnskabsfolk mulighed for mere præcist at fastslå årsagerne til eksplosioner af type Iax og muligvis eksplosioner af type Ia, hvilket vil være af stor betydning for vores forståelse af universets udvidelse og andre fænomener af en galaktisk og universel skala.
- J1603−6613, J1825−3757 og J0905+2510
Deres atmosfærer er ifølge videnskabsmænd primært sammensat af neon, oxygen og magnesium; dette er usædvanligt, men passer med det, vi ville forvente af supernovastjerner.
I øjeblikket ved forskerne stadig ikke meget omdisse stjerner, især, ved ikke, hvor gamle de er. I fremtiden håber eksperter at finde endnu flere lignende objekter for at lære så meget som muligt om den foreslåede nye klasse af stjerner.
Hvad ved vi om den nye zombiestjerne?
Chandra røntgenrumteleskopet observerede supernovaen Sgr A East, som er placeret i umiddelbar nærhed af Mælkevejens centrum.
Teleskopet overvågede supernovaen VRøntgenbølgelængder over 35 dage. Dette objekt er placeret meget tæt på det supermassive sorte hul i midten af Mælkevejen og strækker sig sandsynligvis ud over det sorte huls tilvækstskive.
Vi kendte allerede type Iax supernovaerandre galakser, men ingen i Mælkevejen. Disse supernova-rester optræder i mange billeder af vores galakses centrale supermassive sorte hul taget i de seneste årtier. Nu har vi endelig fundet ud af, hvad dette objekt er, og hvordan det er blevet til.”
Interview med studieforfattere
At dømme efter observationer af fjerne galakser, supernovaerIax er cirka tre gange sjældnere end Ia. Der er tre Ia-supernovaer kendt i Mælkevejen (og et par flere kandidater), så tilstedeværelsen af en Iax ser ret pålidelig ud.
Hvis de nye observationer bekræftes, så er Sgr A Østvil være den nærmeste kendte supernova af denne sjældne type til os, —og et eller andet sted burde der være den nærmeste zombiestjerne, der blev efterladt af eksplosionen.
Type Iax supernovaer forekommer i andre galakseromkring tre gange hurtigere end Type Ia supernovaer. Der har været tre bekræftede Type Ia-supernova-rester i Mælkevejen og to formodede objekter, der er mindre end 2.000 år gamle.
Hvis Sgr A East er yngre end 2.000 år gammel og er en Iax-supernova, tyder ny forskning på, at Mælkevejen matcher den relative mængde af Iax set i andre galakser.
Læs mere
Se på et billede på 8 billioner pixel af Mars
En atomraketmotor bygges til flyvninger til Mars. Hvordan er det farligt?
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder