Come si formano le supernove?
Durante la sua vita nella sequenza principale, la stella rimane dentro
E questi due processi si regolano a vicenda.Se la gravità vince, la stella inizia a ridursi, ma a causa di ciò, la pressione, la densità e quindi la temperatura nel nucleo aumentano e più energia inizia a essere rilasciata e la gravità viene nuovamente bilanciata.
Questo funziona anche nella direzione opposta, se più fortec'è pressione proveniente dal centro, la stella si espande, la pressione diminuisce e quindi l'energia viene generata al centro e l'equilibrio viene ripristinato. Attraverso questo meccanismo, le stelle sono in equilibrio per tutta la loro vita sulla sequenza principale.
Quando il nostro sole finiscee nel suo nucleo comincerà a esaurirsi l'idrogeno, da cui viene sintetizzato l'elio, quando la temperatura necessaria per la combustione dell'elio raggiungerà i 100 milioni di gradi nel nucleo, inizierà la sintesi del carbonio. Ma il nostro Sole non ha massa sufficiente per innescare il prossimo ciclo di fusione e alla fine rimangono una nebulosa planetaria e una nana bianca.
Kepler supernova residuo
Tuttavia, le stelle sono più massicce del nostro Sole, dopo averle superatele stesse fasi, a causa della maggiore gravità, non si fermano al carbonio, ma continuano a sintetizzare ulteriormente elementi sempre più pesanti come neon, ossigeno, silicio. E ogni fase successiva è molto più breve della precedente.
Se l'idrogeno viene bruciato, può farlo una stella massicciamilioni di anni, la fase di silicio può durare solo settimane. Durante tutte queste fasi, mantiene ancora l'equilibrio e resiste alla gravità grazie all'energia rilasciata. Ma solo fino a quando le reazioni termonucleari non raggiungono il ferro.
Il ferro è già assorbito durante la sintesienergia, l'equilibrio è violato, la gravità vince e il nucleo crolla in un secondo. In questo caso, viene rilasciata un'enorme quantità di energia e si verifica un'esplosione di supernova. Di conseguenza, a seconda della massa iniziale della stella, rimane una stella di neutroni o un buco nero. Questa è una descrizione semplificata di uno solo dei meccanismi del collasso nucleare.
Cosa sono le stelle zombi?
La stella zombie è un'ipotetica supernovaTipo Iax, o tipo Iax, che dopo l'esplosione lascia dietro di sé un resto di stella anziché dissipare completamente la massa stellare. Le supernovae di tipo Iax sono simili alle supernovae di tipo Ia, ma hanno una velocità di espulsione più lenta e non brillano così intensamente.
- Cosa gli succede?
Le supernove di tipo Ia esplodono da sistemi binari,которые состоят, по крайней мере, из одного белого карлика — крохотной, сверхплотной звезды, переставшей проходить через синтез ядерной реакции. Белые карлики «мертвы», но в таком виде они не могут оставаться в двойной системе.
Possono tornare in vita, anche se per un breve periodo, in una gigantesca esplosione insieme a una supernova, risucchiando la vita dalla loro stella compagna o fondendosi con essa.
Nella maggior parte dei casi, le supernove lo sono effettivamenterappresentano la fase finale della vita di una stella, quando esplodono letteralmente e vengono completamente distrutte. Tuttavia, gli scienziati della NASA ritengono che le supernove possano lasciare parte di una stella nana morente.
- Primo tipo di esplosione
Звезда главной последовательности остается стабильной, потому что гравитации противодействует давле газа и излучения вырабатываемые в термоядерных реакциях в ядре.
Ma poiché alle nane bianche manca questo, quiun altro meccanismo è già in funzione, opposto alla gravitazione della stella e questa è la pressione del gas elettronico degenere. Ma ora non analizzeremo questo processo associato agli effetti quantistici.
E questo meccanismo ha anche un limite, un limite di massa, oltre il quale una nana bianca non può esistere stabilmente. Questo è il limite di Chandrasekhar, stimato a circa 1,4 masse solari.
Una nana bianca può esplodere come una nuova, non come una supernova, ma come una nuova. Guadagnando massa dalla stella compagna, sulla superficie si forma uno strato composto principalmente da idrogeno.
Se la massa dell'oggetto non si avvicina al limiteChandrasekhar ad un certo punto in questo strato, vengono lanciate reazioni termonucleari. Cominciano ad accadere molto rapidamente, come un'esplosione. Viene rilasciata una grande quantità di energia e lo strato accumulato esterno viene scartato e la nana bianca rimane, quindi ne divampa una nuova.
E questo nome è apparso perché perosservatore sulla Terra, una stella molto luminosa appare nel cielo e potrebbe essere il terzo oggetto più luminoso dopo il Sole e la Luna. In un luogo dove prima una stella non era visibile, ne è nata una nuova, e poi la luminosità diminuisce rapidamente. E un processo simile con una nana bianca può essere ripetuto molte volte.
Se, al contrario, una nana bianca, guadagnando massa,supera il limite di Chandrasekhar, la pressione del gas elettronico degenere non può più resistere alla gravità. Sotto la sua influenza, la nana bianca collassa e diventa un oggetto ancora più denso e compatto, una stella di neutroni.
Residuo di supernova RCW 103 con stella di neutroni 1E 161348-5055 al centro
- Secondo tipo di esplosione
Un'altra opzione è semplicemente l'esplosione di una supernovatipo 1a. Gli scienziati stanno ancora discutendo i dettagli di questo processo, ma in termini generali sembra così. Quando, man mano che la nana bianca accumula massa, si avvicina al limite di Chandrasekhar, la temperatura nella nana bianca aumenta così tanto da innescare reazioni termonucleari di combustione del carbonio.
Queste reazioni sono molto veloci ed esplosive,avviene l'esplosione di una supernova. Le supernove di tipo Ia sono molto importanti e vengono studiate attivamente anche perché possono essere utilizzate per misurare le distanze nello spazio come le cosiddette candele standard.
Dopotutto, un oggetto esplode sempre con approssimativamente la stessa massa e puoi calcolare l'energia dell'esplosione e, approssimativamente, la luminosità dell'oggetto.
- Quando hai scoperto di loro?
Per la prima volta sulla possibilità che appaiano stelle zombieGli astronomi hanno iniziato a parlare quando hanno osservato una debole stella blu che trasmetteva la sua energia a una stella compagna più grande. Questo processo alla fine ha prodotto una supernova relativamente piccola, classificata come Tipo Iax.
Non è molto brillante e non trasuda tanta massa stellare quanto le supernove di classe Iax. Al momento, questo è l'unico processo noto che porta all'esplosione di nane bianche.
Tipicamente stelle che esplodono alla fineil loro ciclo di vita è massiccio e ha cicli transitori relativamente brevi. Le nane bianche, a loro volta, sono più fredde, vivono più a lungo e di solito non esplodono. Invece, disperdono la loro massa, creando una nebulosa planetaria.
- Quanti sono stati trovati?
Gli esperti della NASA dicono di aver già scopertocirca 30 supernove della sottoclasse di tipo Iax, lasciando dietro di sé le nane bianche sopravvissute. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche e osservazioni per confermare la loro esistenza.
Rappresentanti Zombie Star
- iPTF14hls
Nel 2017, gli astronomi hanno annunciato l'esistenza di una supernova iPTF14hls, esplosa più volte in un periodo di oltre 50 anni. Ciò confuta completamente la conoscenza esistente sulla fine della vita di una star.
Una supernova ordinaria raggiunge il suo massimoluminosità e scompare in circa 100 giorni. La Supernova iPTF14hls si è illuminata e attenuata almeno cinque volte in due anni. Gli astronomi hanno passato al setaccio i dati archiviati e sono rimasti stupiti nel trovare prove della sua esplosione nel 1954 nello stesso punto del cielo.
Apparentemente iPTF14hls in qualche modo è sopravvissuto all'esplosione precedente ed è esploso di nuovo nel 2014.
Alla ricerca di una risposta a questo strano fenomenoGli astronomi hanno teorizzato che la stella massiccia diventasse così calda al suo centro che l'energia si trasformasse in materia e antimateria. Ciò ha portato a un'esplosione che ha spazzato via gli strati esterni della stella e ha lasciato intatto il nucleo. Questo processo è stato ripetuto decenni dopo e potrebbe essere ripetuto molte volte prima del big bang finale.
- LP 40-365
Composizione chimica mista e rotazione rapidanana bianca LP 40-365 indica che questa stella ha avuto un partner in passato, e l'alta velocità di movimento e la direzione della traiettoria corrispondono all'impatto ricevuto da questa stella in un'esplosione di tipo Iax, avvenuta nel periodo dal 5 a 50 milioni di anni fa a una distanza di diverse decine di migliaia di anni luce dalla Terra.
Perché le esplosioni di supernova durano solodiversi secondi e gli scienziati non possono prevedere esattamente dove avverrà l’esplosione, l’unico modo per studiare questi eventi è studiarne le conseguenze.
Ulteriori osservazioni di White Dwarf LP 40-365permetterà agli scienziati di stabilire più accuratamente le cause delle esplosioni di tipo Iax e, possibilmente, delle esplosioni di tipo Ia, che saranno di grande importanza per la nostra comprensione dell'espansione dell'Universo e di altri fenomeni di scala galattica e universale.
- J1603−6613, J1825−3757 e J0905+2510
Le loro atmosfere, secondo gli scienziati, sono composte principalmente da neon, ossigeno e magnesio; questo è insolito, ma si adatta a ciò che ci aspetteremmo dalle stelle di supernova.
Al momento, gli scienziati non ne sanno ancora moltoqueste stelle, in particolare, non sanno quanti anni hanno. In futuro, gli esperti sperano di trovare oggetti ancora più simili per imparare il più possibile sulla nuova classe di stelle proposta.
Cosa sappiamo della nuova stella zombi?
Il telescopio spaziale a raggi X Chandra ha osservato la supernova Sgr A East, che si trova in prossimità del centro della Via Lattea.
Il telescopio ha monitorato la supernova VLunghezze d'onda dei raggi X nell'arco di 35 giorni. Questo oggetto si trova molto vicino al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea e probabilmente si estende oltre il disco di accrescimento del buco nero.
Conoscevamo già le supernove di tipo Iaxaltre galassie, ma nessuna nella Via Lattea. Questi resti di supernova appaiono in molte immagini del buco nero supermassiccio centrale della nostra galassia scattate negli ultimi decenni. Ora abbiamo finalmente capito cos’è questo oggetto e come è nato”.
Intervista con gli autori dello studio
A giudicare dalle osservazioni di galassie lontane, supernovaeGli Iax sono circa tre volte meno comuni degli Ia. Ci sono tre supernovae Ia conosciute nella Via Lattea (e un paio di altre candidate), quindi la presenza di una Iax sembra abbastanza affidabile.
Se le nuove osservazioni saranno confermate, allora Sgr A Eastsarà la supernova di questo raro tipo più vicina a noi conosciuta, —e da qualche parte dovrebbe esserci la stella zombie più vicina lasciata dall'esplosione.
Le supernove di tipo Iax si verificano in altre galassiecirca tre volte più veloce delle supernove di tipo Ia. Sono stati confermati tre resti di supernova di tipo Ia nella Via Lattea e due oggetti sospetti che hanno meno di 2.000 anni.
Se Sgr A East ha meno di 2.000 anni ed è una supernova di Iax, una nuova ricerca suggerisce che la Via Lattea corrisponda alla quantità relativa di Iax osservata in altre galassie.
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