כוכב זומבים נמצא ליד מרכז שביל החלב. מה זה?

כיצד נוצרות סופרנובות?

במהלך חייו בסדרה הראשית, הכוכב מוחזק ב

שיווי משקל הידרוסטטי.הכוכב נמנע מלהתמוטט בהשפעת כוח המשיכה שלו על ידי תגובות תרמו-גרעיניות המתרחשות בליבה ויוצרות לחץ גז וקרינה המופנית החוצה מהמרכז. אלמלא הלחץ, הכוכב היה מתכווץ ללא שליטה, ואלמלא כוח המשיכה, הוא היה מתרחב.

ושני התהליכים הללו מווסתים זה את זה.אם כוח הכבידה מנצח, הכוכב מתחיל להתכווץ, אך בגלל זה הלחץ, הצפיפות ומכאן הטמפרטורה בליבה עולה, ואנרגיה נוספת מתחילה להשתחרר וכוח המשיכה מאוזן שוב.

זה עובד גם בכיוון ההפוך, אם חזק יותריש לחץ שמגיע מהמרכז, הכוכב מתרחב, הלחץ פוחת ואז נוצרת אנרגיה במרכז והאיזון חוזר שוב. באמצעות מנגנון זה, כוכבים נמצאים בשיווי משקל לאורך חייהם על הרצף הראשי.

כאשר השמש שלנו מגיעה לסיומה,ובליבתו מימן יתחיל להיגמר, שממנו מסונתז הליום, כאשר הטמפרטורה הנחוצה לשריפת הליום מגיעה לליון של 100 מיליון מעלות, יתחיל להיות מסונתז פחמן. אבל לשמש שלנו אין מספיק מסה כדי להפעיל את מחזור ההיתוך הבא, ובסופו של דבר נותרים ערפילית פלנטרית וגמד לבן.

שריד סופרנובה קפלר

עם זאת, הכוכבים מסיביים יותר מהשמש שלנו, לאחר שעברו אותםאותם שלבים, בגלל כוח המשיכה החזק יותר, אינם עוצרים בפחמן, אלא ממשיכים לסנתז עוד יותר אלמנטים כבדים יותר ויותר כמו ניאון, חמצן, סיליקון. וכל שלב הבא קצר בהרבה מהקודם.

אם מימן נשרף, כוכב מסיבי יכולמיליוני שנים, שלב הסיליקון יכול להימשך רק שבועות. במהלך כל השלבים הללו, הוא עדיין שומר על שיווי משקל ומתנגד לכוח המשיכה עקב האנרגיה המשתחררת. אך רק כל עוד התגובות התרמו-גרעיניות אינן מגיעות לברזל.

ברזל כבר נספג במהלך הסינתזהאנרגיה, איזון מופר, כוח הכבידה מנצח והליבה קורסת תוך שנייה. במקרה זה משתחררת כמות עצומה של אנרגיה ומתרחשת פיצוץ סופרנובה. כתוצאה מכך, תלוי במסה הראשונית של הכוכב, נותר כוכב נויטרונים או חור שחור. זהו תיאור פשוט של אחד ממנגנוני הקריסה הגרעינית בלבד.

מהם כוכבי זומבים?

כוכב הזומבים הוא סופרנובה היפותטיתסוג Iax, או סוג Iax, שלאחר התפוצצות מותיר אחריו שארית כוכב במקום לפזר לחלוטין את מסת הכוכבים. סופרנובות מסוג Iax דומות לסופרנובות מסוג Ia, אך בעלות מהירות פליטה איטית יותר ואינן זוהרות באותה עוצמה. 

• מה קרה להם?

סופרנובות מסוג Ia מתפוצצות ממערכות בינאריות,המורכבים לפחות מננס לבן אחד - כוכב זעיר וצפוף במיוחד שהפסיק לעבור היתוך גרעיני. ננסים לבנים הם "מתים", אבל בצורה זו הם לא יכולים להישאר במערכת בינארית.

הם יכולים לחזור לחיים, גם אם לזמן קצר, בפיצוץ ענק יחד עם סופרנובה, מוצצים חיים מהכוכב המלווה שלהם או על ידי מיזוג איתו.

ברוב המקרים, סופרנובות הן למעשהמייצגים את השלב האחרון בחייו של כוכב, כאשר הם ממש מתפוצצים ונהרסים לחלוטין. עם זאת, מדענים בנאס"א מאמינים כי סופרנובות עלולות להשאיר אחריו חלק מכוכב ננס גוסס.

• סוג פיצוץ ראשון

כוכב רצף ראשי נשאר יציב מכיוון שכוח הכבידה מנוגד על ידי לחץ גז וקרינה המופקת על ידי תגובות תרמו-גרעיניות בליבה.

אבל מכיוון שגמדים לבנים חסרים זאת, הנהמנגנון אחר כבר פועל, המתנגד לכבידה של הכוכב וזה הלחץ של גז האלקטרונים המנוון. אך כעת לא ננתח את התהליך הזה הקשור להשפעות קוונטיות.

ולמנגנון הזה יש גם גבול, גבול מסה, שאחריו לא יכול להתקיים גמד לבן ביציבות. זהו גבול צ'נדראסקהאר, המוערך בכ-1.4 מסות שמש.

גמד לבן יכול להתפוצץ כחדש, לא כסופרנובה, אלא כחדש. כשהיא צוברת מסה מהכוכב הנלווה, נוצרת שכבה של מימן ברובה על פני השטח.

אם מסת האובייקט לא מתקרבת לגבולChandrasekhar בשלב כלשהו בשכבה זו, תגובות תרמו גרעיניות מושקות. הם מתחילים לקרות מהר מאוד, כמו פיצוץ. כמות גדולה של אנרגיה משתחררת והשכבה המצטברת החיצונית מושלכת, והגמד הלבן נשאר, ולכן חדשה מתלקחת.

והשם הזה הופיע בגלל שצופה על כדור הארץ, כוכב בהיר מאוד מופיע בשמיים והוא עשוי להיות האובייקט השלישי בהיר אחרי השמש והירח. במקום בו כוכב לא נראה לפני כן נולד כוכב חדש ואז הבהירות פוחתת במהירות. וניתן לחזור על תהליך דומה עם גמד לבן אחד פעמים רבות.

אם נהפוך הוא, גמד לבן, צובר מסה,מתגבר על מגבלת Chandrasekhar, הלחץ של גז האלקטרונים המנוון כבר לא יכול לעמוד בכוח המשיכה. בהשפעתו, הגמד הלבן מתמוטט והופך לאובייקט צפוף וקומפקטי עוד יותר, לכוכב נויטרונים.

שריד סופרנובה RCW 103 ובמרכזו כוכב נויטרונים 1E 161348-5055

• סוג פיצוץ שני

אפשרות נוספת היא רק פיצוץ סופרנובהסוג 1a. מדענים עדיין מתלבטים בפרטים של התהליך הזה, אבל במונחים כלליים זה נראה כך. כאשר, כשהננס הלבן צובר מסה, הוא מתקרב לגבול צ'נדראסקהאר, הטמפרטורה בגמד הלבן עולה כל כך עד שמתעוררות תגובות תרמו-גרעיניות של שריפת פחמן.

התגובות האלה מאוד מהירות ונפיצות,מתרחש פיצוץ סופרנובה. סופרנובות מסוג Ia חשובות מאוד ונחקרות באופן פעיל גם משום שניתן להשתמש בהן למדידת מרחקים בחלל כמו נרות סטנדרטיים.

אחרי הכל, אובייקט תמיד מתפוצץ באותה המסה בערך, ותוכלו לחשב את אנרגיית הפיצוץ, ובגדול, את בהירות האובייקט.

• מתי גיליתם אותם?

בפעם הראשונה על האפשרות שכוכבי זומבים יופיעואסטרונומים התחילו לדבר כאשר צפו בכוכב כחול עמום שמזין את האנרגיה שלו לכוכב מלווה גדול יותר. תהליך זה הביא בסופו של דבר לסופרנובה קטנה יחסית, המסווגת כ-Type Iax.

הוא אינו בהיר במיוחד ואינו משדר כמות גדולה של כוכבים כמו שעושים סופרנובות מסוג Iax. כרגע זה התהליך הידוע היחיד שמוביל לפיצוץ של גמדים לבנים.

בדרך כלל כוכבים שמתפוצצים בסוףמחזור חייהם מסיבי ומחזורי חולפים קצרים יחסית. גמדים לבנים, בתורם, קרים יותר, חיים זמן רב יותר ובדרך כלל אינם מתפוצצים. במקום זאת הם מפזרים את המסה שלהם ויוצרים ערפילית פלנטרית.

• כמה נמצאו?

מומחי נאס"א אומרים שכבר גילוכ- 30 סופר-נובות מתת-מחלקה מסוג Iax, והשאירו אחריהם את הגמדים הלבנים ששרדו. עם זאת, נדרשים מחקר והתבוננות נוספים כדי לאשר את קיומם.

נציגי כוכב הזומבים

• iPTF14hls

בשנת 2017 הודיעו אסטרונומים על קיומה של סופרנובה iPTF14hls, שהתפוצצה מספר פעמים במשך יותר מ -50 שנה. זה מפריך לחלוטין את הידע הקיים אודות סוף חייו של כוכב.

סופרנובה רגילה עולה למקסימוםבהירות ונעלמת תוך כ-100 ימים. Supernova iPTF14hls התבהר והתעמעם לפחות חמש פעמים במהלך שנתיים. אסטרונומים סיננו נתונים בארכיון ונדהמו לגלות עדויות להתפוצצותם ב-1954 באותו מקום בשמים.

ככל הנראה, iPTF14hls שרד איכשהו את הפיצוץ הקודם והתפוצץ שוב ב-2014. 

מחפש תשובה לתופעה המוזרה הזוהאסטרונומים תיארו כי הכוכב המסיבי נהיה כה חם ביסודו, עד שהאנרגיה הפכה לחומר ואנטי חומר. זה הביא לפיצוץ שהעיף את השכבות החיצוניות של הכוכב והשאיר את הליבה שלמה. תהליך זה חזר על עצמו עשרות שנים לאחר מכן וניתן היה לחזור עליו פעמים רבות לפני המפץ הסופי הגדול.

• LP 40-365

הרכב כימי מעורב וסיבוב מהירגמד לבן 40-365 מצביע על כך שלכוכב זה היה שותף בעבר, ומהירות התנועה והכיוון הגבוהה של המסלול תואמת את ההשפעה שקיבל כוכב זה בפיצוץ מסוג Iax, שהתרחש בתקופה שבין 5 עד לפני 50 מיליון שנה במרחק כמה עשרות אלפי שנות אור מכדור הארץ.

כי פיצוצי סופרנובה רק נמשכיםמספר שניות ומדענים אינם יכולים לחזות בדיוק היכן יתרחש הפיצוץ, הדרך היחידה לחקור את האירועים הללו היא ללמוד את ההשלכות שלהם.

תצפיות נוספות על הגמד הלבן 40-365יאפשר למדענים לבסס בצורה מדויקת יותר את הסיבות להתפוצצויות מסוג Iax וייתכן, לפיצוצים מסוג Ia, אשר תהיה להם חשיבות רבה להבנתנו את התרחבות היקום ותופעות אחרות בקנה מידה גלקטי ואוניברסלי.

• J1603−6613, J1825−3757 ו-J0905+2510

האטמוספרות שלהם, על פי מדענים, מורכבות בעיקר מניאון, חמצן ומגנזיום; זה יוצא דופן, אך מתאים למה שהיינו מצפים מכוכבי סופרנובה.

נכון לעכשיו, מדענים עדיין לא יודעים הרבה על כךבמיוחד הכוכבים הללו אינם יודעים בני כמה הם. בעתיד, מקווים המומחים למצוא אובייקטים דומים עוד יותר בכדי ללמוד כמה שיותר על סוג הכוכבים החדש המוצע.

מה אנו יודעים על כוכב הזומבים החדש?

טלסקופ החלל צ'אנדרה רנטגן צפה בסופרנובה Sgr A East, שנמצאת בסמיכות למרכז שביל החלב. 

הטלסקופ ניטר אחר הסופרנובה  Vאורכי גל של קרני רנטגן על פני 35 ימים. עצם זה ממוקם קרוב מאוד לחור השחור הסופר-מסיבי במרכז שביל החלב וכנראה משתרע מעבר לדיסק ההצטברות של החור השחור.

כבר הכרנו סופרנובות מסוג Iaxגלקסיות אחרות, אבל אף אחת בשביל החלב. שרידי הסופרנובה הללו מופיעים בתמונות רבות של החור השחור הסופר-מאסיבי המרכזי של הגלקסיה שלנו שצולמו בעשורים האחרונים. עכשיו סוף סוף הבנו מה זה החפץ הזה ואיך הוא נוצר".

ראיון עם מחברי המחקר

אם לשפוט לפי תצפיות על גלקסיות רחוקות, סופרנובותIax נפוצים בערך פי שלושה מאשר Ia. ישנן שלוש סופרנובות Ia ידועות בשביל החלב (ועוד כמה מועמדים), כך שהנוכחות של Iax אחת נראית אמינה למדי.

אם התצפיות החדשות יאושרו, אז Sgr A Eastתהיה הסופרנובה הידועה ביותר מהסוג הנדיר הזה אלינו, - ואיפשהו אמור להיות כוכב הזומבים הקרוב ביותר שהותיר אחריו הפיצוץ.

סופרנובות מסוג Iax מתרחשות בגלקסיות אחרותמהירות פי שלושה מסופרנובות מסוג Ia. היו שלושה שרידי סופרנובה מאושרים מסוג Ia בשביל החלב ושני עצמים חשודים בני פחות מ-2,000 שנה.

אם Sgr A מזרח הוא צעיר מ -2,000 שנה והוא סופרנובה של Iax, מחקר חדש מציע כי שביל החלב תואם את הכמות היחסית של Iax שנראית בגלקסיות אחרות.

קרא עוד

תסתכל על תמונה של 8 טריליון פיקסלים של מאדים

מנוע רקטות גרעיני נבנה לטיסות למאדים. איך זה מסוכן?

הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו