Hoe ontstaan supernovae?
Tijdens zijn leven op de hoofdreeks wordt de ster vastgehouden in
En deze twee processen reguleren elkaar.Als de zwaartekracht wint, begint de ster te krimpen, maar hierdoor neemt de druk, de dichtheid en dus de temperatuur toe in de kern, en begint er meer energie vrij te komen en wordt de zwaartekracht weer in evenwicht gebracht.
Dit werkt ook in de tegenovergestelde richting, indien sterkerer komt druk vanuit het centrum, de ster zet uit, de druk neemt af en dan wordt er energie opgewekt in het centrum en wordt de balans weer hersteld. Dankzij dit mechanisme zijn de sterren hun hele leven in evenwicht op de hoofdreeks.
Als onze zon ophoudt,en in zijn kern zal waterstof beginnen op te raken, waaruit helium wordt gesynthetiseerd, wanneer de temperatuur die nodig is voor de verbranding van helium in de kern 100 miljoen graden bereikt, zal koolstof worden gesynthetiseerd. Maar onze zon heeft niet genoeg massa om de volgende fusiecyclus op gang te brengen, en uiteindelijk blijven er een planetaire nevel en een witte dwerg over.
Kepler's supernova-overblijfsel
De sterren zijn echter massiever dan onze zon als ze die zijn gepasseerddezelfde fasen stoppen, vanwege de sterkere zwaartekracht, niet bij koolstof, maar gaan door met het verder synthetiseren van steeds zwaardere elementen, zoals neon, zuurstof, silicium. En elke volgende fase is veel korter dan de vorige.
Als waterstof wordt verbrand, kan een zware ster dat welmiljoenen jaren kan de siliciumfase slechts weken duren. Tijdens al deze fasen handhaaft het nog steeds het evenwicht en is het bestand tegen de zwaartekracht vanwege de vrijgekomen energie. Maar alleen zolang thermonucleaire reacties geen ijzer bereiken.
IJzer wordt al tijdens de synthese opgenomenenergie, balans wordt geschonden, de zwaartekracht wint en de kern stort in een seconde in. In dit geval komt er een enorme hoeveelheid energie vrij en vindt er een supernova-explosie plaats. Als gevolg hiervan blijft, afhankelijk van de oorspronkelijke massa van de ster, een neutronenster of een zwart gat over. Dit is een vereenvoudigde beschrijving van slechts een van de mechanismen van nucleaire ineenstorting.
Wat zijn zombiesterren?
Een zombiester is een hypothetische Type Iax-supernova, of Type Iax, die na het exploderen eenHet laat een overblijfsel van de ster achter, in plaats van de stellaire massa volledig te verdrijven.Type Iax supernovae zijn vergelijkbaar met Type Ia supernovae, maar hebbenlangzamere ejectiesnelheid en gloeien niet zo fel.
- Wat gebeurt er met hen?
Type Ia supernova's exploderen uit binaire systemen die bestaan uit ten minste één witte dwerg - een kleine, superdichte ster die niet meer door de fusie van een kernreactie gaat.Witte dwergen zijn 'dood', maar dat kunnen ze nietBlijf in het duale systeem.
Ze kunnen weer tot leven komen, zij het voor een korte tijd, in een gigantische explosie samen met een supernova, het leven opzuigen van hun begeleidende ster of door ermee te versmelten.
In de meeste gevallen zijn supernovae eigenlijkvertegenwoordigen de laatste fase van het leven van een ster, wanneer ze letterlijk exploderen en volledig worden vernietigd. Wetenschappers van NASA geloven echter dat supernovae een deel van een stervende dwergster kan achterlaten.
- Eerste type explosie
De hoofdreeksster blijft stabiel omdat de zwaartekracht wordt tegengewerkt door de druk van gas en straling die wordt geproduceerd bij thermonucleaire reacties in de kern.
Maar aangezien witte dwergen dit hier missener is al een ander mechanisme dat de zwaartekracht van de ster tegenwerkt en dit is de druk van het gedegenereerde elektronengas. Maar nu gaan we dit proces dat verband houdt met kwantumeffecten niet analyseren.
En dit mechanisme heeft ook een limiet, een limiet aan massa, waarboven een witte dwerg niet kanDit is de Chandrasekhar-limiet, die wordt geschat op ongeveer 1,4 zonsmassa's.
Een witte dwerg kan een nieuwe uitbarsten, geen supernova, maar een nova.Naarmate de begeleidende ster aan massa wint, vormt zich een laag van voornamelijk waterstof op het oppervlak.
Als de massa van het object de limiet niet nadertChandrasekhar op een bepaald punt in deze laag worden thermonucleaire reacties gelanceerd. Ze beginnen heel snel te gebeuren, als een explosie. Er komt een grote hoeveelheid energie vrij en de externe opgehoopte laag wordt weggegooid, en de witte dwerg blijft, dus een nieuwe laait op.
En deze naam verscheen omdat voorwaarnemer op aarde, verschijnt er een zeer heldere ster aan de hemel en het is mogelijk het derde helderste object na de zon en de maan. Op een plek waar voorheen geen ster zichtbaar was, werd een nieuwe geboren, en dan neemt de helderheid snel af. En een soortgelijk proces met één witte dwerg kan vele malen worden herhaald.
Als daarentegen een witte dwerg die massa wint,de Chandrasekhar-limiet overwint, kan de druk van het gedegenereerde elektronengas de zwaartekracht niet langer weerstaan. Onder zijn invloed stort de witte dwerg in en wordt hij een nog dichter en compacter object, een neutronenster.
Supernovarest RCW 103 met neutronenster 1E 161348-5055 in het midden
- Tweede type explosie
Een andere mogelijkheid is een Type 1a supernova-explosie.Wetenschappers discussiëren nog steeds over de details van dit proces, maar in algemene termen lijkt het erop datNaarmate de witte dwerg de Chandrasekhar-limiet nadert naarmate de massa zich ophoopt, neemt de temperatuur in de witte dwerg toeZozeer zelfs dat thermonucleaire reacties van koolstofverbranding worden geactiveerd.
Deze reacties zijn zeer snel en explosief en er vindt een supernova-explosie plaats.Type Ia supernova's zijn ook belangrijk en worden bestudeerd omdat ze kunnen worden gebruikt om afstanden in de ruimte te meten als zogenaamde standaardkandelaars.
Een object explodeert immers altijd met ongeveer dezelfde massa, en je kunt de energie van de explosie en grofweg de helderheid van het object berekenen.
- Wanneer heb je ze ontdekt?
Voor het eerst begonnen astronomen te praten over de mogelijkheid van zombiesterren toen ze een zwakke blauwe ster waarnamen die zijn energie naar een grotere begeleidende ster voerde.Dit proces leidde uiteindelijk tot de vorming van een relatief kleine supernova, die werd geclassificeerd als Type Iax.
Het is niet erg helder en straalt niet zoveel stellaire massa uit als klasse Iax-supernovae. Op dit moment is dit het enige bekende proces dat leidt tot de explosie van witte dwergen.
Typisch sterren die aan het einde exploderenhun levenscyclus is enorm en hebben relatief korte transiënte cycli. Witte dwergen zijn op hun beurt kouder, leven langer en exploderen meestal niet. In plaats daarvan verspreiden ze hun massa, waardoor een planetaire nevel ontstaat.
- Hoeveel zijn er gevonden?
NASA-experts zeggen dat ze het al hebben ontdektongeveer 30 supernovae van de Type Iax-subklasse, met achterlating van de overlevende witte dwergen. Er is echter meer onderzoek en observatie nodig om hun bestaan te bevestigen.
Zombie Star-vertegenwoordigers
- iPTF14hls
In 2017 kondigden astronomen het bestaan aan van een supernova iPTF14hls, die in een periode van meer dan 50 jaar meerdere keren explodeerde. Dit weerlegt de bestaande kennis over het einde van het leven van een ster volledig.
Een typische supernova stijgt tot zijn maximale helderheid en verdwijnt in ongeveer 100 dagen.Supernova iPTF14hls is in twee jaar tijd minstens vijf keer helderder en vervaagd.Astronomen keken naar archiefgegevens en waren verbaasd om bewijs te vinden van de explosie in 1954 op dezelfde locatie in de koepel van de hemel.
Blijkbaar heeft de iPTF14hls op de een of andere manier de eerdere explosie overleefd en in 2014 opnieuw ontploft.
Op zoek naar een antwoord op dit vreemde fenomeenastronomen theoretiseerden dat de massieve ster in zijn kern zo heet werd dat de energie werd omgezet in materie en antimaterie. Dit leidde tot een explosie die de buitenste lagen van de ster wegblies en de kern intact liet. Dit proces herhaalde zich decennia later en kon nog vele malen worden herhaald voor de grote finale knal.
- LP 40-365
Gemengde chemische samenstelling en snelle rotatiewitte dwerg LP 40-365 geeft aan dat deze ster in het verleden een partner had, en de hoge bewegingssnelheid en richting van de baan komen overeen met de impact die deze ster ontving bij een explosie van het type Iax, die plaatsvond in de periode van 5 tot 50 miljoen jaar geleden op een afstand van enkele tienduizenden lichtjaren van de aarde.
Omdat supernova-explosies maar een paar seconden duren en wetenschappers dat niet kunnenOm precies te voorspellen waar de explosie zal plaatsvinden, is de enige manier om deze gebeurtenissen te bestuderen het bestuderen van hun nasleep.
Verdere opmerkingen van de White Dwarf LP 40-365zullen wetenschappers in staat stellen om de oorzaken van explosies van type Iax en mogelijk explosies van type Ia nauwkeuriger vast te stellen, wat van groot belang zal zijn voor ons begrip van de uitbreiding van het heelal en andere verschijnselen van galactische en universele schaal.
- J1603−6613, J1825−3757 en J0905 2510
Volgens wetenschappers bestaat hun atmosfeer voornamelijk uit neon, zuurstof en magnesium; dit is ongebruikelijk, maar past bij wat we van supernova-sterren zouden verwachten.
Op dit moment weten wetenschappers er nog steeds niet veel vanVooral deze sterren weten niet hoe oud ze zijn. In de toekomst hopen experts nog meer vergelijkbare objecten te vinden om zoveel mogelijk te leren over de voorgestelde nieuwe klasse sterren.
Wat weten we over de nieuwe zombiester?
De Chandra X-ray Space Telescope heeft de supernova Sgr A East waargenomen, die zich in de buurt van decentrum van de Melkweg.
De telescoop volgde de supernova gedurende 35 dagen in röntgenstraling. het object bevindt zich zeer dicht bij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg en zal waarschijnlijk ontsnappenvoorbij de accretieschijf van het zwarte gat.
We kennen al Iax-supernova's in andere sterrenstelsels, maar geen enkele in de Melkweg.Deze supernovaresten verschijnen in veel foto's van het centrale superzware zwarte gat van onze melkweg die de afgelopen decennia zijn gemaakt.Nu zijn we er eindelijk achter wat het is en hoe het tot stand is gekomen."
Interview met auteurs van de studie
Op basis van waarnemingen van verre sterrenstelsels komen Iax-supernova's ongeveer drie keer minder vaak voor dan Ia.Er zijn drie bekende Ia-supernova's (en een paar andere kandidaten) in de Melkweg, dus de aanwezigheid van één Iax lijkt eropheel geloofwaardig.
Als de nieuwe waarnemingen worden bevestigd, dan zal Sgr A Eastzal voor ons de meest bekende supernova van dit zeldzame type zijn, en ergens zou de dichtstbijzijnde zombiester moeten zijn die door de explosie is achtergelaten.
Type Iax-supernovae komen voor in andere sterrenstelselsongeveer drie keer sneller dan Type Ia-supernovae. Er zijn drie bevestigde supernovaresten van Type Ia in de Melkweg geweest en twee vermoedelijke objecten die minder dan 2000 jaar oud zijn.
Als Sgr A East jonger is dan 2000 jaar en een Iax-supernova is, suggereert nieuw onderzoek dat de Melkweg overeenkomt met de relatieve hoeveelheid Iax die in andere sterrenstelsels wordt waargenomen.
Lees verder
Kijk naar een afbeelding van 8 biljoen pixels van Mars
Er wordt een nucleaire raketmotor gebouwd voor vluchten naar Mars. Hoe is het gevaarlijk?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen