Supernova: Massiivisten tähtijen kuolemat

Supernoovat ovat tuhoisimpia asioita, joita voi tapahtua Auringon massiivisemmilla tähtiin. Kun näitä katastrofaalisia räjähdyksiä tapahtuu, ne vapauttavat tarpeeksi valoa kauemmas galaksista, jossa tähti oli. että n paljon energian vapautumista näkyvän valon ja muun säteilyn muodossa! Ne voivat myös räjäyttää tähden toisistaan.

On olemassa kahta tunnettua supernovatyyppiä. Jokaisella tyypillä on omat erityisominaisuutensa ja dynamiikansa. Katsotaanpa mitä supernovat ovat ja miten ne syntyvät galaksissa.

Supernovan ymmärtämiseksi on tärkeää tietää muutama tähtiä koskevasta asiasta. He viettävät suurimman osan elämästään läpi ajanjakson, jota kutsutaan olemiseen pääsekvenssi. Se alkaa kun ydinfuusio syttyy tähtien ytimessä. Se loppuu, kun tähti on käyttänyt loppuun vetyä, joka tarvitaan ylläpitämään fuusio, ja alkaa sulata raskaampia elementtejä.

Kun tähti poistuu pääsekvenssistä, sen massa määrää, mitä tapahtuu seuraavaksi. Tyypin I supernovoissa, joita esiintyy binaarisissa tähtijärjestelmissä, tähdet, jotka ovat noin 1,4-kertaiset auringomme massaan, käyvät läpi useita vaiheita. Ne siirtyvät vedyn sulatuksesta heliumin sulamiseen. Tässä vaiheessa tähden ydin ei ole riittävän korkeassa lämpötilassa, jotta sulaisi hiiltä, ​​ja niin se siirtyy super puna-jättiläinen vaiheeseen. Tähteen ulkokuori hajoaa hitaasti ympäröivään väliaineeseen ja jättää valkoisen kääpiön (alkuperäisen tähden jäännöshiili / happisydän)

Pohjimmiltaan valkoisella kääpiöllä on vahva painovoimavetäjä, joka houkuttelee materiaalia seuraansa. Tuo "tähtijuttu" kerääntyy levyyn valkoisen kääpiön ympärillä, jota kutsutaan lisääntymislevyksi. Kun materiaali kerääntyy, se putoaa tähtiin. Se lisää valkoisen kääpiön massaa. Lopulta, kun massa kasvaa noin 1,38-kertaiseksi auringomme massaan, tähti purkautuu väkivaltaisessa räjähdyksessä, jota kutsutaan tyypin I supernovaksi.

Aiheesta on joitain muunnelmia, kuten kahden valkoisen kääpiön fuusio (sen sijaan, että materiaalia kerättäisiin pääsekvenssitähdeltä kääpiökumppanilleen).

Toisin kuin tyypin I supernovat, tyypin II supernovat tapahtuvat erittäin massiivisilla tähdellä. Kun yksi näistä hirviöistä saavuttaa elämänsä lopun, asiat menevät nopeasti. Auringon kaltaisilla tähtiillä ei ole ytimessänsä tarpeeksi energiaa ylläpitää suuremman hiilen fuusio Tähdet (yli kahdeksan kertaa aurinkomme massa) sulavat lopulta elementit rautaan asti ydin. Rautafuusio vie enemmän energiaa kuin tähdellä on käytettävissä. Kun tällainen tähti yrittää sulauttaa rautaa, katastrofaalinen loppu on väistämätön.

Kun fuusio lakkaa ytimessä, ydin supistuu valtavan painovoiman vuoksi ja tähden ulkoosa "putoaa" ytimeen ja palaa takaisin muodostaen massiivisen räjähdyksen. Ytimen massasta riippuen siitä tulee joko a neutronitähti tai musta aukko.

Jos ytimen massa on välillä 1,4 - 3,0 kertaa Auringon massa, ytimestä tulee neutronitähti. Tämä on yksinkertaisesti iso neutronien pallo, pakattu hyvin tiiviisti yhteen painovoiman avulla. Se tapahtuu, kun ydin supistuu ja käy läpi prosessin, joka tunnetaan nimellä neutronisointi. Siellä ytimen protonit törmäävät erittäin korkean energian elektroneihin neutronien luomiseksi. Kun näin tapahtuu, ydin jäykistyy ja lähettää iskuaaltoja materiaalin läpi, joka putoaa ytimeen. Tähteen ulkomateriaali johdetaan sitten ympäröivään väliaineeseen muodostaen supernoovan. Kaikki tämä tapahtuu hyvin nopeasti.

Jos kuolevan tähden ytimen massa on suurempi kuin kolme-viisi kertaa Auringon massa, silloin ydin ei kykene tukemaan omaa valtavaa painovoimaansa ja romahtaa mustaan ​​reikään. Tämä prosessi luo myös iskuaaltoja, jotka ajavat materiaalia ympäröivään väliaineeseen, luomalla samanlaista supernovaa kuin räjähdyksen tyypillä, joka luo neutronitähden.

Kummassakin tapauksessa, luodaan neutronitähti tai musta reikä, ydin jätetään räjähdyksen jäännökseksi. Loput tähti puhalletaan avaruuteen siementen lähellä olevaa avaruutta (ja sumua) raskaiden elementtien kanssa, joita tarvitaan muiden tähteiden ja planeettojen muodostumiseen.

• Supernovoilla on kaksi makua: tyyppi 1 ja tyyppi II (alatyypeillä kuten Ia ja IIa).
• Supernoova-räjähdys puhaltaa tähden usein toisistaan, jättäen taakseen massiivisen ytimen.
• Jotkut supernovan räjähdykset johtavat tähtimassan mustien reikien syntymiseen.
• Tähdet, kuten aurinko, EI kuole supernovoina.

Toimittanut ja päivittänyt Carolyn Collins Petersen.