Hogyan alakulnak ki a szupernóvák?
A fősorozatban töltött élettartama alatt a csillagot
És ez a két folyamat szabályozza egymást.Ha a gravitáció nyer, a csillag zsugorodni kezd, de emiatt a magban lévő nyomás, sűrűség és ennélfogva a hőmérséklet növekszik, és több energia szabadul fel, és a gravitáció ismét kiegyensúlyozott.
Ez ellentétes irányban is működik, ha erősebbnyomás érkezik a középpontból, a csillag kitágul, a nyomás csökken, majd a központban energia keletkezik, és az egyensúly ismét helyreáll. Ezen mechanizmus révén a csillagok életük során egyensúlyban vannak a fő szekvencián.
Amikor a napunk véget ér,és a magjában kezd elfogyni a hidrogén, amelyből a hélium szintetizálódik, amikor a hélium elégetéséhez szükséges hőmérséklet eléri a 100 millió fokot a magban, a szén szintetizálni kezd. De a Napunknak nincs elegendő tömege a következő fúziós ciklus elindításához, és végül egy bolygó köd és egy fehér törpe marad.
Kepler szupernóva maradvány
A csillagok azonban masszívabbak, mint a mi Napunk, elhaladva azokonugyanazok a szakaszok az erősebb gravitáció miatt nem állnak meg a szénatomnál, hanem tovább szintetizálják az egyre nehezebb elemeket, például a neont, az oxigént, a szilíciumot. És minden következő szakasz sokkal rövidebb, mint az előző.
Ha hidrogént égetnek el, akkor egy hatalmas csillag képesévmilliók alatt a szilíciumfázis csak hetekig tarthat. Mindezen fázisok alatt továbbra is fenntartja az egyensúlyt, és ellenáll a gravitációnak a felszabadult energia miatt. De csak addig, amíg a termonukleáris reakciók nem érik el a vasat.
A vas már a szintézis során felszívódikenergia, az egyensúly megsérül, a gravitáció nyer és a mag egy másodperc alatt összeomlik. Ebben az esetben hatalmas mennyiségű energia szabadul fel, és szupernóva robbanás következik be. Ennek eredményeként a csillag kezdeti tömegétől függően vagy neutroncsillag, vagy fekete lyuk marad. Ez a nukleáris összeomlás egyik mechanizmusának leegyszerűsített leírása.
Mik a zombi csillagok?
A zombicsillag egy hipotetikus szupernóvaAz Iax típus vagy az Iax típus, amely felrobbanása után egy csillagmaradványt hagy maga után, nem pedig teljesen eloszlatja a csillagtömeget. Az Iax típusú szupernóvák hasonlóak az Ia típusú szupernóvákhoz, de lassabb a kilökődési sebességük, és nem világítanak olyan fényesen.
- Mi történik velük?
Az Ia típusú szupernóvák bináris rendszerekből robbannak fel,amelyek legalább egy fehér törpéből állnak – egy apró, szupersűrű csillagból, amely leállt a magfúzió alatt. A fehér törpék „halottak”, de ebben a formában nem maradhatnak bináris rendszerben.
Visszatérhetnek az életbe, bár rövid időre, óriási robbanásban, szupernóvával együtt, elszívva az életet kísérő csillaguktól, vagy azzal egyesülve.
A legtöbb esetben a szupernóvák valóbana csillag életének utolsó szakaszát képviselik, amikor szó szerint felrobbannak és teljesen elpusztulnak. A NASA tudósai azonban úgy vélik, hogy a szupernóvák maguk mögött hagyhatnak egy haldokló törpe csillag egy részét.
- Az első típusú robbanás
A fősorozatú csillagok stabilak maradnak, mert a gravitációt ellensúlyozza a gáznyomás és a magban zajló termonukleáris reakciók által keltett sugárzás.
De mivel a fehér törpéknek ez hiányzik, itt vanegy másik mechanizmus már működik, szemben a csillag gravitációjával, és ez a degenerált elektrongáz nyomása. De most nem elemezzük ezt a kvantumhatásokkal járó folyamatot.
És ennek a mechanizmusnak is van határa, tömeghatára, ami után egy fehér törpe nem tud stabilan létezni. Ez a Chandrasekhar határérték, a becslések szerint körülbelül 1,4 naptömeg.
Egy fehér törpe újként robbanhat fel, nem szupernóvaként, hanem újként. A kísérőcsillagtól tömeget nyerve a felszínen többnyire hidrogénből álló réteg képződik.
Ha az objektum tömege nem éri el a határtChandrasekhar ennek a rétegnek a bizonyos pontján elindulnak a termonukleáris reakciók. Nagyon gyorsan elkezdődnek, mint egy robbanás. Nagy mennyiségű energia szabadul fel, és a külső felhalmozódott réteget eldobják, és a fehér törpe megmarad, így egy új fellángol.
És ez a név azért jelent meg, mertmegfigyelő a Földön, egy nagyon fényes csillag jelenik meg az égen, és ez lehet a harmadik legfényesebb objektum a Nap és a Hold után. Egy olyan helyen, ahol egy csillag korábban nem volt látható, új született, majd a fényerő gyorsan csökken. És hasonló folyamat egy fehér törpével sokszor megismételhető.
Ha éppen ellenkezőleg, egy fehér törpe,legyőzi a Csandrasekhar-határt, a degenerált elektrongáz nyomása már nem képes ellenállni a gravitációnak. Hatása alatt a fehér törpe összeomlik, és még sűrűbb és tömörebb objektummá, neutroncsillaggá válik.
Supernova maradvány RCW 103, közepén 1E 161348-5055 neutroncsillaggal
- Második típusú robbanás
Egy másik lehetőség csak egy szupernóva-robbanás1a típus. A tudósok még vitatkoznak ennek a folyamatnak a részleteiről, de általánosságban így néz ki. Amikor a fehér törpe tömeget halmoz fel, és megközelíti a Chandrasekhar határt, a fehér törpe hőmérséklete annyira megemelkedik, hogy a szén égésének termonukleáris reakciói indulnak el.
Ezek a reakciók nagyon gyorsak és robbanásveszélyesek,szupernóva-robbanás történik. Az Ia típusú szupernóvák nagyon fontosak, és aktívan tanulmányozzák őket azért is, mert úgynevezett standard gyertyákként használhatók távolságok mérésére a térben.
Végül is egy tárgy mindig körülbelül azonos tömeggel robban, és kiszámíthatja a robbanás energiáját és durván szólva a tárgy fényességét.
- Mikor értesült róluk?
Először a zombisztárok megjelenésének lehetőségérőlA csillagászok akkor kezdtek beszélni, amikor megfigyeltek egy halványkék csillagot, amely energiáját táplálja egy nagyobb társcsillagnak. Ez a folyamat végül egy viszonylag kicsi szupernóvát eredményezett, amelyet az Iax típusba soroltak be.
Nem túl fényes, és nem bocsát ki annyi csillagtömeget, mint az Iax osztályú szupernóvák. Jelenleg ez az egyetlen ismert folyamat, amely a fehér törpék robbanásához vezet.
Tipikusan olyan csillagok, amelyek a végén felrobbannakéletciklusuk hatalmas és viszonylag rövid átmeneti ciklusú. A fehér törpék viszont hidegebbek, hosszabb ideig élnek, és általában nem robbannak fel. Ehelyett szétszórják tömegüket, létrehozva egy bolygó ködöt.
- Hányat találtak?
A NASA szakértői szerint már felfedeztékmintegy 30 szupernóva az Iax típusú alosztályból, és hátrahagyja a megmaradt fehér törpéket. A létezésük megerősítéséhez azonban további kutatásokra és megfigyelésekre van szükség.
Zombi csillagok képviselői
- iPTF14hls
2017-ben a csillagászok bejelentették az iPTF14hls szupernóva létezését, amely több mint 50 év alatt többször is felrobbant. Ez teljesen cáfolja a csillagok életének végével kapcsolatos meglévő ismereteket.
Egy közönséges szupernóva a maximumra emelkedikfényereje, és körülbelül 100 napon belül eltűnik. A Supernova iPTF14hls két év alatt legalább ötször világított és halványodott. A csillagászok átkutatták az archivált adatokat, és megdöbbenve találtak bizonyítékot arra, hogy 1954-ben az égbolt ugyanazon a pontján felrobbant.
Úgy tűnik, az iPTF14hls valahogy túlélte a korábbi robbanást, és 2014-ben újra felrobbant.
Választ keres erre a furcsa jelenségrea csillagászok elmélete szerint a hatalmas csillag magjában annyira forróvá vált, hogy az energia anyaggá és antianyaggá alakult át. Ez robbanáshoz vezetett, amely elrobbantotta a csillag külső rétegeit, és a mag érintetlen maradt. Ez a folyamat évtizedekkel később megismétlődött, és a végső nagy durranás előtt sokszor megismételhető volt.
- LP 40-365
Vegyes kémiai összetétel és gyors forgatásfehér törpe LP 40-365 azt jelzi, hogy ennek a csillagnak volt partnere a múltban, és a pálya nagy mozgási sebessége és iránya megfelel annak a becsapódásnak, amelyet ez a csillag kapott egy Iax típusú robbanásban, amely az 5-től 50 millió évvel ezelőtt, több tízezer fényévnyire a Földtől.
Mert a szupernóva-robbanások csak tartanaknéhány másodperc, és a tudósok nem tudják megjósolni, hogy pontosan hol fog bekövetkezni a robbanás, ezeknek az eseményeknek az egyetlen módja a következményeik tanulmányozása.
A Fehér Törpe LP 40-365 további megfigyeléseilehetővé teszi a tudósok számára, hogy pontosabban megállapítsák az Iax típusú robbanások és esetleg az Ia típusú robbanások okait, amelyek nagy jelentőséggel bírnak az Univerzum terjeszkedésének, valamint más galaktikus és univerzális méretű jelenségek megértésének szempontjából.
- J1603-6613, J1825-3757 és J0905+2510
Légkörük a tudósok szerint elsősorban neonból, oxigénből és magnéziumból áll; ez szokatlan, de megfelel annak, amit elvárhatunk a szupernóva csillagoktól.
Jelenleg a tudósok még mindig nem sokat tudnak errőlkülönösen ezek a csillagok nem tudják, hogy hány évesek. A jövőben a szakértők abban reménykednek, hogy még több hasonló tárgyat találnak meg, hogy minél többet megtudjanak a javasolt új csillagosztályról.
Mit tudunk az új zombi csillagról?
A Chandra röntgen-űrteleszkóp megfigyelte az Sgr A East szupernóvát, amely a Tejútrendszer központjának közvetlen közelében található.
A távcső a szupernóvát figyelte VRöntgensugárzás hullámhossza 35 napon keresztül. Ez az objektum nagyon közel található a szupermasszív fekete lyukhoz a Tejútrendszer közepén, és valószínűleg túlnyúlik a fekete lyuk akkréciós korongján.
Már ismertük az Iax típusú szupernóvákatmás galaxisok, de egyik sem a Tejútrendszerben. Ezek a szupernóva-maradványok galaxisunk központi szupermasszív fekete lyukáról készült számos képen jelennek meg az elmúlt évtizedekben. Most végre rájöttünk, mi ez az objektum, és hogyan lett belőle.”
Interjú a tanulmány szerzőivel
Távoli galaxisok, szupernóvák megfigyeléséből ítélveAz Iax körülbelül háromszor ritkábban fordul elő, mint az Ia. Három Ia szupernóva ismert a Tejútrendszerben (és még néhány jelölt), így egy Iax jelenléte meglehetősen megbízhatónak tűnik.
Ha az új megfigyelések beigazolódnak, akkor Sgr A Eastez lesz a hozzánk legközelebb álló ismert szupernóva ebből a ritka típusból, - és valahol egy közeli zombicsillagnak is kell lennie, amelyet a robbanás hagyott hátra.
Az Iax típusú szupernóvák más galaxisokban is előfordulnakkörülbelül háromszor gyorsabb, mint az Ia típusú szupernóvák. Három megerősített Ia típusú szupernóva-maradványt találtak a Tejútrendszerben, és két olyan gyanús tárgyat, amelyek 2000 évesnél fiatalabbak.
Ha a Sgr A East 2000 évnél fiatalabb és Iax szupernóva, akkor új kutatások szerint a Tejút megegyezik a többi galaxisban látott Iax relatív mennyiségével.
Olvass tovább
Nézzen meg egy 8 billió pixeles képet a Marsról
A Marsra induló repülésekhez nukleáris rakétamotort építenek. Hogyan veszélyes?
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak