Cum se formează supernove?
În timpul vieții sale în secvența principală, steaua rămâne în
Și aceste două procese se reglementează reciproc.Dacă gravitația câștigă, steaua începe să se micșoreze, dar din această cauză, presiunea, densitatea și, prin urmare, temperatura din miez crește, iar mai multă energie începe să fie eliberată și gravitația este din nou echilibrată.
Acest lucru funcționează și în direcția opusă, dacă este mai puternicexistă presiune care vine din centru, steaua se extinde, presiunea scade și apoi se generează energie în centru și echilibrul se restabilește din nou. Prin acest mecanism, stelele sunt în echilibru pe tot parcursul vieții lor pe secvența principală.
Când soarele nostru se termină,iar în nucleul său, hidrogenul va începe să se epuizeze, din care se sintetizează heliul, când temperatura necesară arderii heliului ajunge la 100 de milioane de grade în nucleu, carbonul va începe să fie sintetizat. Dar Soarele nostru nu are suficientă masă pentru a începe următorul ciclu de fuziune și, în cele din urmă, sunt lăsate o nebuloasă planetară și o pitică albă.
Rămășița de supernovă a lui Kepler
Cu toate acestea, stelele sunt mai masive decât Soarele nostru, după ce le-au trecutaceleași etape, datorită gravitației mai puternice, nu se opresc la carbon, ci continuă să sintetizeze în continuare elemente din ce în ce mai grele precum neon, oxigen, siliciu. Și fiecare fază următoare este mult mai scurtă decât cea precedentă.
Dacă hidrogenul este ars, o stea masivă poatemilioane de ani, atunci faza de siliciu poate dura doar câteva săptămâni. În toate aceste faze, acesta menține în continuare echilibrul și rezistă gravitației datorită energiei eliberate. Dar numai atâta timp cât reacțiile termonucleare nu ajung la fier.
Fierul este deja absorbit în timpul sintezeienergie, echilibrul este încălcat, gravitația câștigă și nucleul se prăbușește într-o secundă. În acest caz, o cantitate imensă de energie este eliberată și are loc o explozie de supernovă. Ca urmare, în funcție de masa inițială a stelei, rămâne fie o stea cu neutroni, fie o gaură neagră. Aceasta este o descriere simplificată a unuia dintre mecanismele colapsului nuclear.
Ce sunt vedetele zombie?
Steaua zombi este o supernovă ipoteticăTipul Iax, sau tipul Iax, care, după explozie, lasă în urmă o stea rămășiță, mai degrabă decât să disipeze complet masa stelară. Supernovele de tip Iax sunt similare cu supernovele de tip Ia, dar au o viteză de ejectare mai lentă și nu strălucesc la fel de puternic.
- Ce se întâmplă cu ei?
Supernovele de tip Ia explodează din sisteme binare,care constau din cel puțin o pitică albă — o stea minusculă, super-densă, care a încetat să mai sufere fuziunea nucleară. Piticile albe sunt „morte”, dar sub această formă nu pot rămâne într-un sistem binar.
Pot reveni la viață, deși pentru o perioadă scurtă de timp, într-o explozie gigantică împreună cu o supernovă, supt viața de la steaua lor însoțitoare sau prin fuzionarea cu aceasta.
În cele mai multe cazuri, supernovele sunt de faptreprezintă faza finală a vieții unei stele, când acestea literalmente explodează și sunt complet distruse. Cu toate acestea, oamenii de știință de la NASA cred că supernove ar putea lăsa în urmă o parte a unei stele pitice pe moarte.
- Primul tip de explozie
O stea din secvența principală rămâne stabilă deoarece gravitația este contracarată de presiunea gazului și radiația produsă de reacțiile termonucleare din miez.
Dar, deoarece piticilor albi le lipsește acest lucru, aiciexistă deja un alt mecanism care se opune tragerii gravitaționale a stelei și aceasta este presiunea gazului de electroni degenerat. Dar acum nu vom analiza acest proces asociat cu efectele cuantice.
Și acest mecanism are și o limită, o limită de masă, după care o pitică albă nu poate exista stabil. Aceasta este limita Chandrasekhar, estimată la aproximativ 1,4 mase solare.
O pitică albă poate exploda ca una nouă, nu o supernovă, ci una nouă. Câștigând masă de la steaua însoțitoare, la suprafață se formează un strat de hidrogen.
Dacă masa obiectului nu se apropie de limităChandrasekhar la un anumit moment al acestui strat, sunt lansate reacții termonucleare. Încep să se întâmple foarte repede, ca o explozie. O cantitate mare de energie este eliberată și stratul extern acumulat este aruncat, iar pitica albă rămâne, așa că apare unul nou.
Și acest nume a apărut pentru că pentruobservator pe Pământ, o stea foarte strălucitoare apare pe cer și poate fi al treilea cel mai strălucitor obiect după Soare și Lună. În locul în care steaua nu era vizibilă înainte, s-a născut una nouă, iar apoi strălucirea scade rapid. Și un proces similar cu un pitic alb poate fi repetat de multe ori.
Dacă, dimpotrivă, un pitic alb, câștigând masă,depășește limita Chandrasekhar, presiunea gazului degenerat de electroni nu mai poate rezista gravitației. Sub influența sa, pitica albă se prăbușește și devine un obiect și mai dens și mai compact, o stea de neutroni.
Rămășiță de supernova RCW 103 cu stea de neutroni 1E 161348-5055 în centru
- Al doilea tip de explozie
O altă opțiune este doar o explozie de supernovătipul 1a. Oamenii de știință încă dezbat detaliile acestui proces, dar în termeni generali arată așa. Când, pe măsură ce piticul alb acumulează masă, se apropie de limita Chandrasekhar, temperatura în pitica albă crește atât de mult încât sunt declanșate reacții termonucleare de ardere a carbonului.
Aceste reacții sunt foarte rapide și explozive,are loc o explozie de supernovă. Supernovele de tip Ia sunt foarte importante și sunt studiate activ și pentru că pot fi folosite pentru a măsura distanțe în spațiu ca așa-numitele lumânări standard.
La urma urmei, un obiect explodează întotdeauna cu aproximativ aceeași masă și puteți calcula energia exploziei și, aproximativ vorbind, luminozitatea obiectului.
- Când ai aflat de ele?
Pentru prima dată despre posibilitatea ca stele zombie să aparăAstronomii au început să vorbească când au observat o stea albastră slabă care își hrănește energia unei stele însoțitoare mai mare. Acest proces a dus în cele din urmă la o supernova relativ mică, clasificată ca tip Iax.
Nu este foarte strălucitor și nu emană la fel de multă masă stelară precum o fac supernovele din clasa Iax. În acest moment, acesta este singurul proces cunoscut care duce la explozia piticilor albi.
De obicei stele care explodează la sfârșitciclul lor de viață, masiv și au cicluri tranzitorii relativ scurte. La rândul lor, piticii albi sunt mai reci, trăiesc mai mult și de obicei nu explodează. În schimb, își împrăștie masa, creând o nebuloasă planetară.
- Câți au fost găsiți?
Experții NASA spun că au descoperit dejaaproximativ 30 de supernove din subclasa Type Iax, lăsând în urmă piticii albi supraviețuitori. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări și observații pentru a confirma existența lor.
Reprezentanții Zombie Star
- iPTF14hls
În 2017, astronomii au anunțat existența unei supernove iPTF14hls, care a explodat de mai multe ori pe o perioadă de peste 50 de ani. Aceasta infirmă complet cunoștințele existente despre sfârșitul vieții unei stele.
O supernova obisnuita se ridica la maximluminozitatea și dispare în aproximativ 100 de zile. Supernova iPTF14hls s-a luminat și a scăzut de cel puțin cinci ori în doi ani. Astronomii au cercetat datele arhivate și au fost uimiți să găsească dovezi că au explodat în 1954 în același loc de pe cer.
Se pare că iPTF14hls a supraviețuit cumva exploziei anterioare și a explodat din nou în 2014.
În căutarea unui răspuns la acest fenomen ciudatastronomii au teoretizat că steaua masivă a devenit atât de fierbinte în centrul său încât energia a fost transformată în materie și antimaterie. Acest lucru a dus la o explozie care a suflat straturile exterioare ale stelei și a lăsat miezul intact. Acest proces a fost repetat decenii mai târziu și ar putea fi repetat de multe ori înainte de marele bang final.
- LP 40-365
Compoziție chimică mixtă și rotație rapidăpiticul alb LP 40-365 indică faptul că această stea a avut un partener în trecut, iar viteza mare de mișcare și direcția traiectoriei corespund impactului primit de această stea într-o explozie de tip Iax, care a avut loc în perioada de la 5 cu 50 de milioane de ani în urmă la o distanță de câteva zeci de mii de ani lumină de Pământ.
Pentru că exploziile de supernove durează doarcâteva secunde și oamenii de știință nu pot prezice exact unde va avea loc explozia, singura modalitate de a studia aceste evenimente este studierea consecințelor lor.
Observații suplimentare despre piticul alb LP 40-365va permite oamenilor de știință să stabilească mai exact cauzele exploziilor de tip Iax și, eventual, a exploziilor de tip Ia, care vor fi de o mare importanță pentru înțelegerea noastră a expansiunii Universului și a altor fenomene la scară galactică și universală.
- J1603−6613, J1825−3757 și J0905+2510
Atmosferele lor, potrivit oamenilor de știință, sunt compuse în principal din neon, oxigen și magneziu; acest lucru este neobișnuit, dar se potrivește cu ceea ce ne-am aștepta de la stelele supernova.
În acest moment, oamenii de știință încă nu știu prea multe despreaceste stele, în special, nu știu câți ani au. În viitor, experții speră să găsească și mai multe obiecte similare pentru a afla cât mai mult posibil despre noua clasă de stele propusă.
Ce știm despre noua stea zombie?
Telescopul spațial cu raze X Chandra a observat supernova Sgr A East, care este situată în imediata apropiere a centrului Căii Lactee.
Telescopul a monitorizat supernova VLungimi de undă de raze X peste 35 de zile. Acest obiect este situat foarte aproape de gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee și probabil se extinde dincolo de discul de acreție al găurii negre.
Știam deja supernove de tip Iax înalte galaxii, dar nici una din Calea Lactee. Aceste rămășițe de supernovă apar în multe imagini ale găurii negre supermasive centrale a galaxiei noastre, luate în ultimele decenii. Acum ne-am dat seama în sfârșit ce este acest obiect și cum a apărut.”
Interviu cu autorii studiului
Judecând după observațiile galaxiilor îndepărtate, supernoveIax sunt de aproximativ trei ori mai puțin frecvente decât Ia. Există trei supernove Ia cunoscute în Calea Lactee (și încă câțiva candidați), așa că prezența unui Iax pare destul de fiabilă.
Dacă noile observații sunt confirmate, atunci sgr A Estva fi cea mai apropiată supernova cunoscută de acest tip rar de noi, —și undeva ar trebui să existe cea mai apropiată stea zombi lăsată în urmă de explozie.
Supernovele de tip Iax apar în alte galaxiide aproximativ trei ori mai rapid decât supernovele de tip Ia. Au fost confirmate trei rămășițe de supernove de tip Ia în Calea Lactee și două obiecte suspecte care au mai puțin de 2.000 de ani.
Dacă Sgr A East are o vârstă mai mică de 2.000 de ani și este o supernovă Iax, noi cercetări sugerează că Calea Lactee se potrivește cu cantitatea relativă de Iax văzută în alte galaxii.
Citeste mai mult
Uită-te la o imagine de 8 trilioane de pixeli a lui Marte
Un motor rachetă nucleară este construit pentru zborurile către Marte. Cum este periculos?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște