Во Вселенной есть несколько мест, которые не поддаются пониманию. И сверхновые должны быть самыми экстремальными местами, которые вы можете себе представить. Мы говорим о звезде, которая может в десятки раз больше по размеру и массе нашего Солнца, которая насильственно умирает за доли секунды.
Быстрее, чем мне нужно сказать слово сверхновая, полная звезда коллапсирует сама по себе, создавая черную дыру, образуя более плотные элементы во Вселенной, а затем взрываясь наружу с энергией миллионов или даже миллиардов звезд.
Но не во всех случаях. На самом деле, сверхновые звезды бывают разных ароматов, начиная с разных видов звезд, заканчивая разного рода взрывами и производя разные виды остатков.
Существует два основных типа сверхновых: тип I и тип II. Я знаю, что это звучит немного противоречиво, но давайте сначала начнем с Type II.
Это сверхновые, которые возникают, когда умирают массивные звезды. Мы сделали целое шоу об этом процессе, поэтому, если вы хотите посмотреть его сейчас, вы можете нажать здесь.
Но вот более короткая версия.
Звезды, как вы знаете, превращают водород в ядро. Эта реакция высвобождает энергию в форме фотонов, и это световое давление толкает силы гравитации, пытаясь втянуть звезду в себя.
Наше Солнце не имеет массы для поддержки реакций синтеза с элементами, помимо водорода или гелия. Поэтому, когда весь гелий израсходован, реакции синтеза прекращаются, и Солнце становится белым карликом и начинает остывать.
Но если у вас есть звезда с массой Солнца в 8-25 раз, она может соединить более тяжелые элементы в своем ядре. Когда у него кончается водород, он переключается на гелий, а затем на углерод, неон и т. Д. Вплоть до периодической таблицы элементов. Однако когда он достигает железа, реакция синтеза требует больше энергии, чем производит.
Внешние слои звезды падают внутрь за доли секунды, а затем детонируют как сверхновая типа II. Вы остались с невероятно плотной нейтронной звездой в качестве остатка.
Но если исходная звезда имела вес Солнца более чем в 25 раз, происходит такой же коллапс ядра. Но сила материала, падающего внутрь, сжимает ядро в черную дыру.
Чрезвычайно массивные звезды с массой Солнца более чем в 100 раз просто взрываются без следа. Фактически, вскоре после Большого взрыва появились звезды с сотнями, а может быть, даже в тысячи раз больше массы Солнца, состоящей из чистого водорода и гелия. Эти монстры прожили бы очень короткую жизнь, взорвавшись с непостижимым количеством энергии.
Это Тип II. Тип I немного реже, и создаются, когда у вас очень странная двойная звездная ситуация.
Одна звезда в паре - белый карлик, длинный мертвый остаток звезды главной последовательности, такой как наше Солнце. Компаньоном может быть звезда любого другого типа, например, красный гигант, звезда главной последовательности или даже другой белый карлик.
Важно то, что они достаточно близко, чтобы белый карлик мог украсть вещество у своего партнера и создать его, как удушающее одеяло потенциальной взрывчатости. Когда украденное количество достигает массы Солнца в 1,4 раза, белый карлик взрывается как сверхновая и полностью испаряется.
Из-за этого соотношения 1,4 астрономы используют сверхновые типа Ia в качестве «стандартных свечей» для измерения расстояний во Вселенной. Поскольку они знают, сколько энергии они взорвали, астрономы могут рассчитать расстояние до взрыва.
Возможно, есть и другие, еще более редкие события, которые могут вызвать сверхновые, и еще более мощные гиперновые и гамма-всплески. Это, вероятно, связано со столкновениями между звездами, белыми карликами и даже нейтронными звездами.
Как вы, наверное, слышали, физики используют ускорители частиц для создания более массивных элементов в периодической таблице. Такие элементы, как ununseptium и ununtrium. Прежде всего, требуется огромная энергия, чтобы создать эти элементы, и они длятся всего лишь доли секунды.
Но в сверхновых, эти элементы будут созданы, и многие другие. И мы знаем, что в периодической таблице нет стабильных элементов, потому что их здесь нет сегодня. Сверхновая - гораздо лучшая материальная дробилка, чем любой ускоритель частиц, который мы когда-либо могли себе представить.
В следующий раз, когда вы услышите историю о сверхновой, внимательно слушайте, что это была за сверхновая: тип I или тип II. Сколько массы у звезды? Это поможет вашему воображению обернуть ваш мозг вокруг этого удивительного события.
