Какие существуют типы сверхновых? [Fraser Cain]
Угу, вот [музыка]. Не так уж много во Вселенной того, что было бы слишком сложно вообразить. Но сверхновые, если говорить о таких вещах, точно заслуживают упоминания.
Только подумайте: звезда массой и размером в десятки раз больше, чем у солнца, безжалостно убивает взрывом невероятной силы за доли секунды быстрее, чем я произношу это слово. Сверхновое — целая звезда коллапсирует, и её ядро сжимается в черную дыру, объект невероятной плотности, а остальная материя взрывается с энергией миллионов или даже миллиардов звезд.
Но так бывает не всегда. Существуют разные виды сверхновых, в зависимости от типа изначальной звезды, того, как именно происходит вспышка, и во что она в итоге превращается. Есть два основных типа сверхновых: тип 1 и тип 2. И хотя казалось бы, надо наоборот, давайте начнем со второго.
Сверхновые этого типа образуются во время смерти заливных звезд. Мы сняли целое видео об этом, ищите ссылку в описании к видео. А пока вкратце напомню: внутри звезд, как вы знаете, протекает термоядерная реакция, синтез химических элементов, и в ходе неё высвобождается энергия в виде фотонов, которая давит наружу и противодействует гравитации, пытающейся сжать звезду.
У звезд вроде солнца маловато массы для того, чтобы в них сливались ядра чего-то тяжелее водорода и гелия. И когда гелий заканчивается, термоядерная реакция останавливается. Звезда превращается в белый карлик и начинает остывать. Но звезды с массой от 8 до 25 солнечных масс могут синтезировать и более тяжелые элементы.
Когда заканчивается гелий, звезда начинает сдавать углерод, и далее по таблице химических элементов, наконец, доходит до железа, на синтез которого уходит больше энергии, чем в итоге производится. Внешние слои звезды коллапсируют за долю секунды, а затем происходит взрыв сверхновой второго типа. После этого взрыва остается очень плотная нейтронная звезда.
Звезды с массой больше чем 25 солнечных масс проходят тот же самый путь, но давление внешних слоев при схлопывании настолько велико, что ядро сжимается в черную дыру. Крайне массивные звезды, 100 раз тяжелее солнца, просто взрываются, не оставляя следа. Кстати, в молодой Вселенной существовали звезды в сотни, а может, и тысячи раз тяжелее солнца. Они полностью состояли из водорода и гелия, их жизнь быстро заканчивалась взрывом, высвобождающим просто невероятное количество энергии.
Со вторым типом разобрались. Сверхновые первого типа встречаются реже, только в очень необычных двойных системах, одной из звезд должен быть белый карлик. Они получаются, когда умирает звезда главной последовательности вроде солнца. Рядом может быть что угодно: красный гигант, звезда главной последовательности или даже еще один белый карлик. Главное, они должны быть достаточно близко друг к другу, чтобы белый карлик мог красть у второй звезды вещество и собирать его вокруг себя, укутываясь взрывоопасной оболочкой.
Когда белый карлик накопит примерно 1,4 массы солнца, благодаря этому соотношению 1,4 мы можем использовать сверхновые тип 1а в качестве стандартных свечей для измерения космических расстояний. Раз известная энергия взрыва, то расстояние до него посчитать не сложно.
Во Вселенной можно найти еще более редкие яркие вспышки и еще более мощные гиперновые и всплески гамма-излучения. Возможно, их причиной становятся столкновения звезд, в том числе нейтронных. Как вы, конечно, знаете, благодаря ускорителям частиц учёные могут получать сверхтяжёлые химические элементы, например, теннессин и нехоний.
Для их синтеза требуется огромное количество энергии, но распадаются они за доли секунды. При взрыве сверхновых образуются и сверхтяжелые, и многие другие элементы, но они слишком нестабильны, поэтому их очень сложно обнаружить внизу периодической таблицы. Они все такие, мы никогда не сможем построить ускоритель частиц, который будет круче вспышки сверхновой.
В общем, когда вы в следующий раз увидите что-то про сверхновую, обратите внимание на то, к какому типу она принадлежит и какой обладает массой. Это поможет.
Переведено и озвучено студией vert dayder.