19:49 

Сверхновые звезды

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Если в астрономии Новыми называются уже умершие звезды в двойных системах, на поверхности которых периодически происходят взрывы аккрецирующего на них вещества, то Сверхновыми называются звезды погибающие...

Температура и давление внутри звезды зависит от ее массы. Гиганты и сверхгиганты имеют такую массу, что в их центре понемногу начинают идти ядерные реакции, дающие большой энергетический выход, но и требующие колоссальных температур, в звездах меньшего размера не достигающихся. Со временем термоядерный синтез приводит к обогащению внутренних областей звезды тяжёлыми элементами ( в самых больших звездах, сверхгигантах и гипергигантах - железом и никелем. Образование более тяжелых элементов энергию уже не выделяет, а потребляет, поэтому они при ядерном синтезе а недрах звезд практически не образуются).
В процессе термоядерного синтеза и образования тяжёлых элементов звезда сжимается, а температура в её центре растёт. После образования такого обогащенного тяжелыми элементами ядра его сжатие продолжается, и термоядерные реакции начинают происходить в более высоком слое звезды вокруг центрального ядра, там, где ещё осталось невыгоревшее термоядерное топливо. В результате у самых массивных звезд образуется слоистая структура - обогащенное железом ядро, в котором нет реакций,над ним - слои реакций кислорода и углерода, а еще выше - слои реакций менее тяжелых элементов. Постепенно ядро все растет, давление в нем все увеличивается, температура - повышается.
Все это время ядро звезды успешно противостоит сжатию, потому что при сжатии возрастает температура и давление, этому сжатию противостоящие.
Однако в в некоторый момент из-за высокого давления и температуры в ядре звезды протоны начинают поглощать электроны, превращаясь в нейтроны. В этом процессе образуются нейтрино - и это очень печально, ибо они свободно покидают ядро, нося с собой энергию. Этот процесс нейтринного охлаждения ядра звезды и есть знаменитый URСA-процесс, о котором я говорил. alef0.diary.ru/p165114289.htm.
В результате потери энергии ядро начинает сжиматься, причем это сжатие уже не вызывает роста давления и температуры - любое их повышение ускоряет образование нейтрино и усиливает охлаждение ядра. В результате, как только начинается нейтринное охлаждение, сжатию уже ничто не противостоит, и ядро звезды стремительно коллапсирует, образуя волну разрежения вокруг себя. Внешние слои звезды стремительно обрушиваются вслед за сжимающимся с околосветовыми скоростями ядром, после удара отбрасываются от него, и формируется мощнейшая ударная волна с температурой в десятки и сотни миллиарды градусов, несущаяся наружу и буквально раскидывающая остатки внешних частей звезды в пространство. Во фронте ударной волны из-за колоссальных температур идут термоядерные реакции, в ходе которых образуются все элементы таблицы Менделеева. Со стороны виден взрыв колоссальной мощности со светимостью, равной светимости небольшой галактики. Дальше к нему добавлется еще и распад образовавшихся нестабильных элементов...
Таким образом заканчивают жизнь звезды гиганты с массой, превышающей массу Солнца в несколько раз.
Это - далеко не единственный вид Сверхновых. При этом, как ни парадоксально, описанный стандартный взрыв сверхновой звезды получил название сверхновых II типа.
Ееще есть менее часто описываемый в популярной литературе, но почти столь же часто встречающийся случай сверхновых I типа (вернее, типа Ia). Он происходит в двойной системе, аналогичной системе Новой звезды. Если мы имеем двойную звезду, одним из компонентов которой является белый карлик, размер которого достаточно велик, то может произойти интересное явление. На поверхность карлика от оболочки его компаньона попадает вещество. Масса карлика постепенно растет.Растет давление и температура в его центре. Практически весь карлик представляет собой выгоревшее ядерное топливо, но если температура в его центре растет, она может достичь предела, после которого в этом веществе опять начнутся ядерные реакции. Например, если карлик остался после гиганта массой в две-три солнечных, то ядерное горение в нем остановилось на образовании углерода и кислорода, после чего оболочка звезды улетучилась, а ядро сжалось. Теперь же температура в центре карлика из-за роста его массы может подняться настолько, что в какой-то момент углерод и кислород начинают вступать в термоядерную реакцию, образуя элементы группы железа. Как только эта реакция начинается, она оказывается неустойчивой и начинает быстро распространяться к поверхности, вызывая сверхмощный термоядерный взрыв, вдребезги разносящий поверхностные слои карлика. Мощность такого взрыва сравнима с мощностью ранее описанного взрыва сверхновой, несколько превосходя ее, да и вообще они кое в чем похожи.
Собственно, главное отличие описанных типов взрывов сверхновых со стороны - в спектре взрыва типа Ia практически нет водорода, потому что его уже не оставалось в белом карлике.
Это еще не все. Существуют также типы сверхновых Ib и Ic, по механизму взрыва совсем не похожие на тип Ia, а сходные именно с типом II - они тоже появляются из-за гравитационного коллапса звезды. Разница со "стандартным" взрывом сверхновой типа II заключается только в том, что при этом взрываются массивные звезды в двойных системах, потерявшие водород в оболочке, в результате чего в спектре взрыва водорода нет, и именно по этому признаку их вначале путали со взрывами типа Ia.
Кстати, если сверхновые типа Iа встречаются везде, где есть звезды, потому что от возникновения звезды до ее смерти как белого карлика и последующего взрыва по описанному механизму проходят сотни миллионов и миллиарды лет, то сверхновые остальных типов - только в областях интенсивного звездообразования, потому что время жизни звезд, взрывающихся как сверхновые, составляет лишь несколько миллионов или десятков миллионов лет, и они не успевают покинуть эти области.
И, неконец, отдельный разговор - о самых грандиозных взрывах звезд - гиперновых.
Их очень немного. Как и гипергигантов - звезд массами от ста солнечных и выше. Зато их взрывы грандиознее взрывов сверхновых.
Взрывы гиперновых тоже бывают различными. Так, жутким явлением может являться так называемый коллапсар. Он возникает, если гипергигант перед гибелью имел большой момент импульса (быстро вращался). До начала коллапса ядра гипергиганта и в первые доли секунды после его начала картина вполне сходна со стандартным развитием взрыва сверхновой типа II. А вот потом сжимающееся ядро формирует черную дыру, которая захватывает падающее на нее вещество, часть которого со скоростью, почти равной скорости света выстреливается, не успев попасть внутрь горизонта событий, вдоль полюсов вновь образованной дыры. Я уже писал об этом - при этом формируется мощнейший выброс гамма-лучей вдоль очи вращения, который заметен на расстояниях, намного больших дальности наблюдения самого породившего его взрыва сверхновой. Процесс длится несколько секунд, и гамма-всплеск, порождаемый им, виден за миллиарды световых лет.
Наконец, при коллапсе ядра гиперновой может возникнуть интересное явление - оно просто не успеет сколлапсировать, потому что при столь быстром сжатии его энергия оказывается столь большой, что в нем начинают рождаться электрон-позитронные пары. Они быстро уносят энергию из ядра (как нейтрино в URCA-процессе), оно рождает их еще и еще - и, в конце концов, полностью разрушается во взрыве.
А позитроны захватываются вышележащими слоями оболочки, нагревая ее до совершенно колоссальных температур, в результате чего такой взрыв гиперновой окаывается во много раз мощнее любого другого взрыва сверхновой звезды. После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли, расширяющееся в пространство. По расчетам, одного лишь железа в нем может быть до десяти солнечных масс.
С большой вероятностью знаменитая эта Киля (Форамен) взорвется именно таким образом.

А ниже приводятся типичные графики светимости (абсолютной звездной величины, см. alef0.diary.ru/p173564498.htm) сверхновых разных типов в зависимости от времени (нуль по оси времени - момент пика светимости)

запись создана: 02.09.2011 в 16:13

@темы: Наука, Наш мир - звезды

URL
Комментарии
2011-09-03 в 09:59 

Осенний дневник
Мда.....:fox: А мы тут на своей маленькой планетке на окраине Галактики, что-то такое творим - разное и разнообразное, иногда прекрасное, чаще безобразное - строим, разрушаем, любим, убиваем - и всё это, вся наша история - одно мгновенье по звёздному счёту. Ах, Жан-Флорентин - он бы сказал лучше.....:fox:

2011-09-03 в 20:14 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Почему мгновение?
В чем-то вечность... Гамма-вспышка при коллапсе коллапсара длится две секунды. Основные события взрыва сверхновой - несколько часов.

URL
2012-10-28 в 12:43 

margarita_const
ядро все растет, давление в нем все расширяется
Давление расширяется - это в смысле увеличивается, возрастает?

2012-10-28 в 14:55 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Да, виноват. Конечно, растет.
Спасибо, сейчас исправлю.

URL
2013-05-18 в 01:10 

Прошу прощения. На одной страничке разгорелся спор на тему "возможна ли жизнь в центре галактики и насколько опасны близкие взрывы сверхновых". Я точно знаю, что в Вашем дневнике есть куча информации на эту тему. Вот только найти, увы, не могу.

2013-05-18 в 20:30 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Кажется, специально я об этом не писал - но по тэгу "Наука" что-то найти можно.
А что касается центра галактики - то тут вопрос, какой центр и какой галактики :)
В тихом балдже не слишком буйной спиральной галактики вполне можно жить - особенно, подальше от самого центра. В конце концов, балджи дисковидных галактик весьма напоминают спокойные эллиптические галактики - с низкой активностью и старым звездным населением.
Близко от центра галактики с активным ядром жить, скорее всего, плохо :)
Центр крупных эллиптических галактик - несколько иное дело, там практически всегда высока активность ядра.
alef0.diary.ru/p187350036.htm

URL
2013-05-19 в 10:33 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
PS А вот тут: alef0.diary.ru/p188236486.htm рассказывается еще об одном обстоятельстве, изрядно портящем удовольствие от жизни вблизи центра Млечного пути.
Парадоксальная молодежь развлекается, не иначе... alef0.diary.ru/p169698260.htm
а парадоксальная молодежь, замечу - достаточно характерный компонент некоторых галактик.

URL
2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 18:51 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
После такого чудовищного взрыва от звезды не остается ничего, ни черной дыры, ни нейтронной звезды - только облако газа и пыли
Впечатляюще.

2016-02-24 в 19:03 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Да, взрыв там феерический. И что забавно - еще и ядерный
Немного подробнее - здесь alef0.diary.ru/p190253152.htm

URL
2016-02-24 в 19:08 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
Atandakil,
О, как раз сейчас туда доберусь)

2016-02-24 в 19:11 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Там мило. :)

URL
Комментирование для вас недоступно.
Для того, чтобы получить возможность комментировать, авторизуйтесь:
 
РегистрацияЗабыли пароль?

Мысли вслух

главная