Astronomi supernova. Supernova - kematian atau awal dari kehidupan baru? Apa yang ada sebelumnya?

Langit pada hari yang cerah, secara umum, adalah gambaran yang agak membosankan dan monoton: bola matahari yang panas dan langit yang cerah. ruang tak terbatas, terkadang dihiasi awan atau terkadang awan.

Hal lain adalah langit di malam tak berawan. Biasanya semuanya dipenuhi dengan gugusan bintang yang terang. Pada saat yang sama, harus diperhitungkan bahwa di langit malam dengan mata telanjang Anda dapat melihat 3 hingga 4,5 ribu tokoh malam. Dan mereka semua milik Bima Sakti, di mana kita juga berada. tata surya.

Oleh ide-ide modern bintang adalah bola gas panas, di dalamnya fusi termonuklir inti helium dari inti hidrogen dengan pelepasan sejumlah besar energi. Dialah yang memberikan luminositas bintang.

Bintang terdekat dengan kita adalah Matahari kita, yang berjarak 150 juta kilometer. Tapi bintang Proxima Centauri, di kejauhan, terletak pada jarak 4,25 dari kita tahun cahaya, atau 270 ribu kali lebih jauh dari Matahari.

Ada bintang yang ratusan kali lebih besar dari Matahari dan jumlah yang sama lebih rendah darinya dalam indikator ini. Namun, massa bintang bervariasi dalam batas yang jauh lebih sederhana - dari seperdua belas massa Matahari hingga 100 massanya. Lebih dari setengah bintang yang terlihat adalah sistem ganda dan terkadang tripel.

Secara umum, jumlah bintang di Alam Semesta yang terlihat oleh kita dapat dilambangkan dengan angka 125.000.000.000 dengan sebelas angka nol tambahan.

Sekarang, untuk menghindari kebingungan dengan nol, para astronom tidak lagi menyimpan catatan. bintang individu, tetapi dari seluruh galaksi, dengan asumsi bahwa rata-rata ada sekitar 100 miliar bintang di masing-masing galaksi.


Astronom Amerika Fritz Zwicky memelopori pencarian supernova yang ditargetkan.

Kembali pada tahun 1996, para ilmuwan memperkirakan bahwa 50 miliar galaksi dapat dilihat dari Bumi. Kapan ditugaskan? teleskop yang mengorbit nama Hubble, yang tidak diganggu oleh gangguan atmosfer bumi, jumlah galaksi yang terlihat melonjak menjadi 125 miliar.

Berkat mata yang melihat semua teleskop ini, para astronom telah menembus ke kedalaman alam semesta sehingga mereka melihat galaksi yang muncul hanya satu miliar tahun setelah Ledakan Besar yang melahirkan Alam Semesta kita.

Beberapa parameter digunakan untuk mengkarakterisasi bintang: luminositas, massa, radius, dan komposisi kimia atmosfer, serta suhunya. Dan dengan menggunakan sejumlah karakteristik tambahan dari sebuah bintang, Anda juga dapat menentukan usianya.

Setiap bintang adalah struktur dinamis yang lahir, tumbuh dan kemudian, setelah mencapai usia tertentu, mati dengan tenang. Tapi itu juga terjadi tiba-tiba meledak. Peristiwa ini menyebabkan perubahan skala besar di daerah yang berdekatan dengan bintang yang meledak.

Dengan demikian, gangguan yang mengikuti ledakan ini menyebar dengan kecepatan luar biasa, dan selama beberapa puluh ribu tahun ruang besar di medium antarbintang. Di wilayah ini, suhu naik tajam, hingga beberapa juta derajat, kepadatan sinar kosmik dan kekuatan medan magnet meningkat secara signifikan.

Ciri-ciri zat yang dikeluarkan oleh bintang yang meledak memungkinkannya untuk membentuk bintang baru dan bahkan seluruh sistem planet.

Untuk alasan ini, baik supernova dan sisa-sisanya dipelajari dengan sangat cermat oleh para astrofisikawan. Lagi pula, informasi yang diperoleh selama mempelajari fenomena ini dapat memperluas pengetahuan tentang evolusi bintang normal, tentang proses yang terjadi selama kelahiran bintang neutron, dan juga memperjelas rincian reaksi yang menghasilkan pembentukan bintang neutron. elemen berat, sinar kosmik dll.

Pada suatu waktu, bintang-bintang yang kecerahannya tiba-tiba meningkat lebih dari 1000 kali disebut nova oleh para astronom. Mereka muncul di langit secara tak terduga, membuat perubahan pada konfigurasi rasi bintang yang biasa. Tiba-tiba meningkat maksimum beberapa ribu kali, kecerahannya setelah beberapa waktu menurun tajam, dan setelah beberapa tahun kecerahannya menjadi lemah seperti sebelum ledakan.

Perlu dicatat bahwa frekuensi ledakan, di mana bintang dilepaskan dari seperseribu massanya dan yang dengan kecepatan tinggi melempar ruang dunia, dianggap sebagai salah satu tanda utama kelahiran bintang baru. Tetapi, pada saat yang sama, anehnya kelihatannya, ledakan bintang tidak mengarah ke perubahan signifikan dalam struktur mereka, bahkan sampai kehancuran mereka.

Seberapa sering peristiwa seperti itu terjadi di galaksi kita? Jika kita hanya memperhitungkan bintang-bintang yang tidak melebihi magnitudo ke-3 dalam kecerahannya, maka, menurut catatan sejarah dan pengamatan para astronom, tidak lebih dari 200 kilatan terang diamati selama lima ribu tahun.

Tetapi ketika studi tentang galaksi lain mulai dilakukan, menjadi jelas bahwa kecerahan bintang-bintang baru yang muncul di sudut-sudut ruang ini seringkali sama dengan luminositas seluruh galaksi tempat bintang-bintang ini muncul.

Tentu saja, kemunculan bintang-bintang dengan luminositas seperti itu adalah peristiwa yang luar biasa dan sama sekali tidak seperti kelahirannya bintang biasa. Oleh karena itu, pada tahun 1934, astronom Amerika Fritz Zwicky dan Walter Baade mengusulkan bahwa bintang-bintang yang kecerahan maksimumnya mencapai luminositas galaksi biasa harus diklasifikasikan sebagai kelas supernova yang terpisah dan yang paling bintang terang. Perlu diingat bahwa ledakan supernova terjadi di keadaan seni Galaksi kita adalah fenomena yang sangat langka, terjadi tidak lebih dari sekali setiap 100 tahun. Wabah paling mencolok yang dicatat oleh risalah Cina dan Jepang terjadi pada tahun 1006 dan 1054.

Lima ratus tahun kemudian, pada tahun 1572, kilasan dari atas bintang baru di konstelasi Cassiopeia diamati oleh astronom terkemuka Tycho Brahe. Pada 1604, Johannes Kepler melihat kelahiran supernova di konstelasi Ophiuchus. Dan sejak itu, peristiwa agung seperti itu tidak tercatat di Galaksi kita.

Mungkin ini karena tata surya menempati posisi sedemikian rupa di Galaksi kita sehingga dapat diamati di instrumen optik ledakan supernova dari Bumi hanya mungkin terjadi dalam setengah volumenya. Di bagian yang tersisa, ini terhalang oleh penyerapan cahaya antarbintang.

Dan karena di galaksi lain fenomena ini terjadi dengan frekuensi yang kira-kira sama seperti di Bima Sakti, informasi utama tentang supernova pada saat pecahnya diperoleh dari pengamatan mereka di galaksi lain ...

Untuk pertama kalinya pada tahun 1936, astronom W. Baade dan F. Zwicky mulai terlibat dalam pencarian supernova yang ditargetkan. Selama tiga tahun pengamatan di galaksi yang berbeda, para ilmuwan menemukan 12 ledakan supernova, yang kemudian menjadi sasaran penelitian yang lebih menyeluruh menggunakan fotometri dan spektroskopi.

Selain itu, penggunaan peralatan astronomi yang lebih canggih telah memungkinkan untuk memperluas daftar supernova yang baru ditemukan. Dan pengenalan pencarian otomatis telah mengarah pada fakta bahwa para ilmuwan telah menemukan lebih dari seratus supernova per tahun. Total untuk waktu yang singkat 1500 dari benda-benda ini dicatat.

PADA tahun-tahun terakhir dengan menggunakan teleskop yang kuat dalam satu malam pengamatan, para ilmuwan menemukan lebih dari 10 supernova jauh!

Pada Januari 1999, sebuah peristiwa terjadi yang mengejutkan para astronom modern, yang terbiasa dengan banyak "trik" Alam Semesta: kilatan cahaya direkam di kedalaman ruang sepuluh kali lebih terang daripada semua yang direkam oleh para ilmuwan sebelumnya. Dia diperhatikan oleh dua satelit penelitian dan teleskop di pegunungan New Mexico, dilengkapi dengan kamera otomatis. Itu terjadi fenomena unik di konstelasi Bootes. Beberapa saat kemudian, pada bulan April tahun yang sama, para ilmuwan menemukan bahwa jarak ke lampu kilat adalah sembilan miliar tahun cahaya. Ini hampir tiga perempat dari jari-jari alam semesta.

Perhitungan yang dilakukan oleh para astronom menunjukkan bahwa dalam beberapa detik, selama kilatan cahaya berlangsung, energi dilepaskan berkali-kali lipat lebih banyak daripada yang dihasilkan Matahari selama lima miliar tahun keberadaannya. Apa yang menyebabkan ledakan yang begitu luar biasa? Proses apa yang memunculkan pelepasan energi yang luar biasa ini? Sains belum dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan ini secara spesifik, meskipun ada anggapan bahwa jumlah yang banyak energi dapat terjadi jika terjadi penggabungan dua bintang neutron.

<<< Назад
Maju >>>

Kejadian mereka adalah fenomena kosmik yang agak langka. Rata-rata, tiga supernova per abad berkobar di ruang terbuka Semesta yang dapat diakses untuk diamati. Setiap kilatan seperti itu adalah bencana kosmik raksasa, di mana sejumlah besar energi dilepaskan. Pada perkiraan yang paling kasar, jumlah energi ini dapat dihasilkan oleh ledakan simultan dari miliaran bom hidrogen.

Teori supernova yang cukup ketat belum tersedia, tetapi para ilmuwan telah mengajukan hipotesis yang menarik. Mereka menyarankan, berdasarkan perhitungan yang paling rumit, bahwa selama fusi alfa elemen, inti terus menyusut. Suhu di dalamnya mencapai angka yang fantastis - 3 miliar derajat. Di bawah kondisi seperti itu, berbagai dipercepat secara signifikan dalam nukleus; akibatnya, banyak energi yang dilepaskan. Kontraksi inti yang cepat memerlukan kontraksi selubung bintang yang sama cepatnya.

Itu juga menjadi sangat panas, dan reaksi nuklir, pada gilirannya, sangat dipercepat. Jadi, secara harfiah dalam hitungan detik, sejumlah besar energi dilepaskan. Hal ini mengakibatkan ledakan. Tentu saja, kondisi seperti itu tidak selalu tercapai, dan oleh karena itu supernova sangat jarang berkobar.

Itu adalah hipotesis. Bagaimana para ilmuwan benar dalam asumsi mereka, masa depan akan terlihat. Tetapi saat ini telah membawa para peneliti ke tebakan yang benar-benar menakjubkan. Metode astrofisika telah memungkinkan untuk melacak bagaimana luminositas supernova berkurang. Dan inilah yang terjadi: dalam beberapa hari pertama setelah ledakan, luminositas berkurang dengan sangat cepat, dan kemudian penurunan ini (dalam 600 hari) melambat. Selain itu, setiap 55 hari luminositas melemah tepat setengahnya. Dari sudut pandang matematika, penurunan ini terjadi menurut apa yang disebut hukum eksponensial. contoh yang baik hukum seperti itu adalah hukum peluruhan radioaktif. Para ilmuwan telah membuat asumsi yang berani: pelepasan energi setelah ledakan supernova disebabkan oleh peluruhan radioaktif isotop suatu unsur dengan waktu paruh 55 hari.

Tapi isotop apa dan elemen apa? Pencarian ini berlanjut selama beberapa tahun. "Kandidat" untuk peran "generator" energi semacam itu adalah berilium-7 dan strontium-89. Mereka hancur setengahnya hanya dalam 55 hari. Tetapi mereka tidak berhasil lulus ujian: perhitungan menunjukkan bahwa energi yang dilepaskan selama peluruhan beta mereka terlalu kecil. Dan terkenal lainnya isotop radioaktif tidak memiliki waktu paruh yang sama.

Pesaing baru muncul di antara unsur-unsur yang tidak ada di Bumi. Dia ternyata adalah perwakilan dari elemen transuranium yang disintesis secara artifisial oleh para ilmuwan. Nama pemohon adalah California, his nomor seri- sembilanpuluh delapan. Isotopnya californium-254 hanya dibuat dalam jumlah sekitar 30 miliar gram. Tetapi bahkan jumlah yang benar-benar tidak berbobot ini cukup untuk mengukur waktu paruh isotop. Ternyata sama dengan 55 hari.

Dan dari sini muncul hipotesis yang aneh: energi peluruhan kalifornium-254 yang memberikan luminositas supernova yang luar biasa tinggi selama dua tahun. Peluruhan kalifornium terjadi dengan pembelahan spontan inti-intinya; dengan jenis peluruhan ini, nukleus, seolah-olah, terbelah menjadi dua fragmen - nukleus unsur-unsur di tengah sistem periodik.

Tapi bagaimana californium itu sendiri disintesis? Para ilmuwan di sini memberikan penjelasan logis. Selama kompresi nukleus, yang mendahului ledakan supernova, reaksi nuklir dari interaksi neon-21 yang sudah dikenal dengan partikel alfa dipercepat secara luar biasa. Konsekuensinya adalah munculnya fluks neutron yang sangat kuat dalam waktu yang agak singkat. Proses penangkapan neutron kembali terjadi, namun kali ini berlangsung cepat. Inti memiliki waktu untuk menyerap neutron berikutnya sebelum mereka berubah menjadi peluruhan beta. Untuk proses ini, ketidakstabilan unsur transbismut tidak lagi menjadi kendala. Rantai transformasi tidak akan putus, dan akhirnya tabel periodik juga akan diisi. Dalam hal ini, tampaknya, bahkan elemen transuranium seperti itu terbentuk, yang di kondisi buatan belum diterima.

Para ilmuwan telah menghitung bahwa dalam setiap ledakan supernova, californium-254 saja menghasilkan jumlah yang fantastis. Dari jumlah ini, 20 bola dapat dibuat, yang masing-masing beratnya sama dengan berat Bumi kita. Apakah yang nasib selanjutnya supernova? Dia mati cukup cepat. Di tempat kilatannya, hanya sebuah bintang kecil yang sangat redup yang tersisa. Ini berbeda, tapi itu luar biasa kepadatan tinggi zat: diisi dengan itu Kotak korek api akan berbobot puluhan ton. Bintang-bintang seperti itu disebut "". Apa yang terjadi pada mereka selanjutnya, kita belum tahu.

Materi yang terlontar ke luar angkasa dapat memadat dan membentuk bintang baru; mereka memulai yang baru jangka panjang perkembangan. Para ilmuwan sejauh ini hanya membuat goresan kasar umum tentang gambaran asal usul unsur, gambar karya bintang - pabrik atom yang megah. Mungkin perbandingan ini secara umum menyampaikan esensi masalah: seniman membuat sketsa di atas kanvas hanya kontur pertama dari karya seni masa depan. Ide utamanya sudah jelas, tetapi banyak, termasuk yang esensial, detailnya masih harus ditebak.

Solusi akhir dari masalah asal usul unsur-unsur akan membutuhkan karya besar para ilmuwan dari berbagai spesialisasi. Sangat mungkin bahwa banyak yang sekarang tampak bagi kita tanpa keraguan pada kenyataannya akan menjadi terlalu mendekati, jika tidak sepenuhnya salah. Mungkin, para ilmuwan harus menghadapi pola yang masih belum kita ketahui. Lagi pula, untuk mengerti proses yang paling kompleks, mengalir di Semesta, tidak diragukan lagi, lompatan kualitatif baru akan dibutuhkan dalam pengembangan ide-ide kita tentangnya.

Para astronom telah secara resmi mengumumkan salah satu peristiwa paling terkenal di dunia ilmiah: pada tahun 2022 dari Bumi mata telanjang kita akan dapat melihat fenomena unik - salah satu ledakan supernova paling terang. Menurut perkiraan, cahayanya akan melebihi pancaran sebagian besar bintang di galaksi kita.

Kita berbicara tentang sistem biner dekat KIC 9832227 di konstelasi Cygnus, yang terpisah dari kita sejauh 1800 tahun cahaya. Bintang-bintang dalam sistem ini terletak sangat dekat satu sama lain sehingga mereka memiliki atmosfer yang sama, dan kecepatan rotasinya terus meningkat (sekarang periode rotasi adalah 11 jam).

Tentang kemungkinan tabrakan, yang diperkirakan dalam waktu sekitar lima tahun (plus atau minus satu tahun), kata pada pertemuan tahunan American Astronomical Society Profesor Larry Molnar (Larry Molnar) dari Calvin College di Amerika Serikat. Menurutnya, untuk memprediksi seperti itu bencana luar angkasa cukup sulit - penelitian ini memakan waktu beberapa tahun (para astronom mulai mempelajari pasangan bintang pada tahun 2013).

Daniel Van Noord adalah orang pertama yang membuat prediksi seperti itu. Peneliti Molnara (saat itu masih mahasiswa).

"Dia mempelajari bagaimana warna bintang berkorelasi dengan kecerahannya, dan menyarankan bahwa kita berurusan dengan objek biner, apalagi, dengan sistem biner dekat - sistem di mana dua bintang memiliki suasana umum, seperti dua biji kacang di bawah satu cangkang," jelas Molnar dalam siaran persnya.

Pada 2015, setelah beberapa tahun pengamatan, Molnar memberi tahu rekan-rekannya tentang ramalan: astronom kemungkinan akan mengalami ledakan yang mirip dengan kelahiran supernova V1309 di konstelasi Scorpio pada 2008. Tidak semua ilmuwan menanggapi pernyataannya dengan serius, tetapi sekarang, setelah pengamatan baru, Larry Molnar kembali menyentuh topik ini, menyajikan lebih banyak data. Pengamatan spektroskopi dan pemrosesan lebih dari 32 ribu gambar yang diperoleh dari berbagai teleskop mengesampingkan skenario lain untuk pengembangan peristiwa.

Para astronom percaya bahwa ketika bintang-bintang bertabrakan satu sama lain, keduanya akan mati, tetapi sebelum itu mereka akan memancarkan banyak cahaya dan energi, membentuk supernova merah dan meningkatkan kecerahan bintang biner sepuluh ribu kali lipat. Supernova akan terlihat di langit sebagai bagian dari konstelasi Cygnus dan Northern Cross. Ini akan menjadi pertama kalinya para profesional dan bahkan amatir dapat mengikuti bintang ganda tepat pada saat kematian mereka.

"Ini akan sangat perubahan mendadak di langit dan siapa pun bisa melihatnya. Anda tidak perlu teleskop untuk memberi tahu saya pada tahun 2023 apakah saya benar atau tidak. Sementara tidak adanya ledakan akan mengecewakan saya, hasil alternatif apa pun tidak kalah menariknya," tambah Molner.

Menurut para astronom, ramalan itu benar-benar tidak bisa dianggap enteng: untuk pertama kalinya, para ahli memiliki kesempatan untuk mengamati beberapa tahun terakhir kehidupan bintang-bintang sebelum mereka bergabung.

Penelitian di masa depan akan membantu untuk belajar banyak tentang sistem biner tersebut dan mereka proses internal, serta konsekuensi dari tabrakan skala besar. "Ledakan" semacam ini, menurut statistik, terjadi sekitar sekali setiap sepuluh tahun, tetapi ini adalah pertama kalinya tabrakan bintang akan terjadi. Sebelumnya, misalnya, para ilmuwan mengamati sebuah ledakan.

Pracetak dari kemungkinan makalah masa depan oleh Molnar (dokumen PDF) dapat dibaca di situs web College.

Omong-omong, pada tahun 2015, astronom ESA menemukan yang unik di Nebula Tarantula, yang orbitnya berada pada jarak yang sangat kecil satu sama lain. Para ilmuwan telah meramalkan bahwa pada titik tertentu lingkungan seperti itu akan berakhir tragis: benda langit akan bergabung menjadi bintang tunggal ukuran raksasa, atau ledakan supernova akan terjadi, yang akan memunculkan sistem biner.

Kita juga ingat bahwa sebelumnya kita berbicara tentang bagaimana ledakan supernova.

SUPERNOVA

SUPERNOVA, ledakan bintang, di mana hampir seluruh BINTANG hancur. Dalam seminggu, sebuah supernova dapat mengungguli semua bintang lain di galaksi. Luminositas supernova pada 23 besaran(1000 juta kali) lebih besar dari luminositas Matahari, dan energi yang dilepaskan selama ledakan sama dengan semua energi yang dipancarkan oleh bintang selama seluruh kehidupan sebelumnya. Setelah beberapa tahun, supernova meningkat volumenya sedemikian rupa sehingga menjadi langka dan tembus cahaya. Selama ratusan atau ribuan tahun, sisa-sisa materi yang dikeluarkan terlihat sebagai sisa-sisa supernova. Supernova sekitar 1000 kali lebih terang dari BINTANG BARU. Setiap 30 tahun, galaksi seperti kita memiliki sekitar satu supernova, tetapi sebagian besar bintang ini tertutup debu. Supernova terdiri dari dua jenis utama, dibedakan oleh kurva cahaya dan spektrumnya.

Supernova - bintang yang tiba-tiba berkedip, terkadang memperoleh kecerahan 10.000 juta kali lebih besar dari kecerahan Matahari. Ini terjadi dalam beberapa tahap.Pada awalnya (A) sebuah bintang besar berkembang sangat cepat ke tahap ketika berbagai proses nuklir mulai berlangsung di dalam bintang pada saat yang bersamaan. Besi dapat terbentuk di tengah, yang berarti akhir produksi energi nuklir. Bintang kemudian mulai mengalami keruntuhan gravitasi (B). Ini, bagaimanapun, memanaskan pusat bintang sedemikian rupa sehingga unsur-unsur kimia meluruh dan reaksi baru berlanjut dengan kekuatan ledakan (C). dibuang kebanyakan materi bintang ke luar angkasa, sedangkan sisa-sisa pusat bintang runtuh hingga bintang menjadi gelap gulita, kemungkinan menjadi bintang neutron yang sangat padat (D). Salah satu butir seperti itu terlihat pada tahun 1054. di rasi Taurus (E). Sisa dari bintang ini adalah awan gas yang disebut Nebula Kepiting (F).


Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis.

Lihat apa itu "SUPERNOV STAR" di kamus lain:

    "Supernova" dialihkan ke sini; lihat juga arti lainnya. Supernova sisa Kepler Supernova ... Wikipedia

    Ledakan yang menandai kematian sebuah bintang. Terkadang ledakan supernova lebih terang daripada galaksi tempat ledakan itu terjadi. Supernova dibagi menjadi dua jenis utama. Tipe I ditandai dengan kekurangan hidrogen dalam spektrum optik; jadi menurut mereka... Ensiklopedia Collier

    supernova- astronot. Bintang yang tiba-tiba menyala dengan kekuatan radiasi ribuan kali lebih besar dari kekuatan ledakan bintang baru ... Kamus banyak ekspresi

    Supernova SN 1572 Sisa-sisa supernova SN 1572, komposisi citra sinar-X dan inframerah yang diambil oleh Spticer, Chandra dan Calar Alto Observatory Observatory data (Epoch?) Tipe supernova ... Wikipedia

    Penggambaran artistik bintang Wolf Rayet Bintang Wolf Rayet adalah kelas bintang yang dicirikan oleh sangat panas dan luminositas; Bintang Wolf Rayet berbeda dari bintang panas lainnya dengan adanya pita emisi hidrogen yang lebar dalam spektrum ... Wikipedia

    supernova: supernova bintang mengakhiri evolusi mereka dalam proses ledakan bencana; Band pop punk Rusia Supernova. Supernova (film) film horor fantastis tahun 2000 oleh sutradara Amerika ... ... Wikipedia

    Istilah ini memiliki arti lain, lihat Bintang (arti). Bintang Pleiades tubuh surgawi di mana mereka pergi, pergi atau akan pergi ... Wikipedia

    Penggambaran artistik bintang Wolf Rayet Bintang Wolf Rayet adalah kelas bintang yang dicirikan oleh suhu dan luminositas yang sangat tinggi; Bintang Wolf Rayet berbeda dari bintang panas lainnya di hadapan ... Wikipedia

    SN 2007 di Supernova SN 2007 difoto teleskop luar angkasa Cepat. Data observasional (Epoch J2000,0) Supernova tipe Ia ... Wikipedia

Buku

  • The Finger of Destiny (termasuk ikhtisar lengkap tentang planet-planet yang tidak terduga), Hamaker-Zondag K. Buku oleh peramal terkenal Karen Hamaker-Zondag adalah buah dari dua puluh tahun kerja dalam mempelajari faktor-faktor tersembunyi yang misterius dan seringkali tak terduga dari horoskop : konfigurasi Finger of Destiny, ...

supernova- salah satu dari yang terbaik fenomena luar angkasa. Singkatnya, supernova adalah ledakan nyata sebuah bintang, ketika sebagian besar massanya (dan kadang-kadang semuanya) terbang terpisah dengan kecepatan hingga 10.000 km / s, dan sisanya dikompresi (runtuh) menjadi bintang neutron superpadat atau ke dalam lubang hitam. Supernova sedang bermain peran penting dalam evolusi bintang. Mereka adalah kehidupan terakhir bintang dengan massa lebih dari 8-10 massa matahari, melahirkan bintang neutron dan lubang hitam, dan memperkaya medium antarbintang dengan berat. unsur kimia. Semua unsur yang lebih berat dari besi terbentuk sebagai hasil interaksi inti unsur yang lebih ringan dan partikel dasar dalam ledakan bintang besar. Bukankah di sini kunci daya tarik abadi umat manusia terhadap bintang-bintang? Memang, dalam sel terkecil dari materi hidup ada atom besi yang disintesis selama kematian beberapa bintang masif. Dan dalam pengertian ini, orang-orang mirip dengan manusia salju dari dongeng Andersen: dia mengalami cinta yang aneh ke kompor panas, karena poker berfungsi sebagai bingkai untuk itu ...

Menurut karakteristik yang diamati, supernova biasanya dibagi menjadi dua: kelompok besar- supernova tipe 1 dan 2. Tidak ada garis hidrogen dalam spektrum supernova tipe 1; ketergantungan kecerahannya terhadap waktu (yang disebut kurva cahaya) kira-kira sama untuk semua bintang, seperti halnya luminositas pada kecerahan maksimum. Supernova tipe 2, di sisi lain, memiliki garis hidrogen yang kaya spektrum optik, bentuk kurva cahayanya sangat beragam; kecerahan maksimum sangat bervariasi untuk supernova yang berbeda.

Para ilmuwan telah memperhatikan bahwa dalam galaksi elips(yaitu, galaksi tanpa struktur spiral, dengan tingkat pembentukan bintang yang sangat rendah, terutama terdiri dari bintang merah bermassa rendah), hanya suar supernova tipe 1. Di galaksi spiral, yang menjadi milik Galaksi kita - Bima Sakti, kedua jenis supernova terjadi. Pada saat yang sama, perwakilan dari tipe ke-2 berkonsentrasi ke arah lengan spiral, di mana proses aktif pembentukan bintang dan banyak bintang masif muda. Fitur-fitur ini menyarankan alam yang berbeda dua jenis supernova.

Sekarang dapat dipastikan bahwa ledakan supernova mana pun melepaskan sejumlah besar energi - sekitar 10 46 J! Energi utama ledakan terbawa bukan oleh foton, tetapi oleh neutrino - partikel cepat dengan sangat sedikit atau tanpa massa nol istirahat. Neutrino berinteraksi sangat lemah dengan materi, dan bagi mereka bagian dalam bintang benar-benar transparan.

Sebuah teori lengkap tentang ledakan supernova dengan pembentukan sisa-sisa kompak dan pengusiran kulit terluar belum dibuat karena kompleksitas ekstrim memperhitungkan semua proses fisik. Namun, semua bukti menunjukkan bahwa supernova tipe 2 menyala sebagai akibat dari runtuhnya inti bintang masif. pada tahapan yang berbeda kehidupan bintang di inti terjadi reaksi termonuklir, di mana hidrogen pertama diubah menjadi helium, kemudian helium menjadi karbon, dan seterusnya hingga pembentukan elemen "puncak besi" - besi, kobalt, dan nikel. Inti atom unsur-unsur ini memiliki energi ikat maksimum per partikel. Jelas bahwa penambahan partikel baru ke inti atom, misalnya, besi akan membutuhkan biaya energi yang signifikan, dan oleh karena itu pembakaran termonuklir "berhenti" di elemen puncak besi.

Apa yang menyebabkan bagian tengah bintang kehilangan stabilitas dan runtuh segera setelah inti besi menjadi cukup besar (sekitar 1,5 massa matahari)? Saat ini, dua faktor utama yang menyebabkan hilangnya stabilitas dan keruntuhan diketahui. Pertama, ini adalah "disintegrasi" inti besi menjadi 13 partikel alfa (inti helium) dengan penyerapan foton - yang disebut fotodisosiasi besi. Kedua, neutronisasi materi adalah penangkapan elektron oleh proton dengan pembentukan neutron. Kedua proses mungkin terjadi ketika kepadatan tinggi(lebih dari 1 t/cm 3 ), yang terbentuk di pusat bintang pada akhir evolusi, dan keduanya secara efektif mengurangi "elastisitas" zat, yang sebenarnya menahan aksi tekan gaya gravitasi. Akibatnya, inti kehilangan stabilitas dan menyusut. Dalam hal ini, selama neutronisasi zat, sejumlah besar neutrino membawa energi utama yang tersimpan dalam inti yang runtuh.

Tidak seperti keruntuhan inti yang dahsyat, yang secara teoritis telah dikembangkan dengan cukup detail, pelepasan cangkang bintang (ledakan itu sendiri) tidak begitu mudah untuk dijelaskan. Yang paling disukai, peran penting neutrino bermain dalam proses ini

Menurut perhitungan komputer, kepadatan di dekat inti sangat tinggi sehingga bahkan neutrino yang berinteraksi lemah dengan materi untuk beberapa waktu "dikunci" oleh lapisan luar bintang. Tetapi gaya gravitasi menarik cangkang ke arah inti, dan muncul situasi serupa dengan yang terjadi ketika mencoba menuangkan cairan yang lebih padat, seperti air, ke atas cairan yang kurang padat, seperti minyak tanah atau minyak. (Dari pengalaman diketahui bahwa cairan ringan cenderung "mengambang" dari bawah cairan yang berat - di sini yang disebut ketidakstabilan Rayleigh-Taylor memanifestasikan dirinya.) Mekanisme ini menyebabkan gerakan konvektif raksasa, dan ketika pada akhirnya momentum neutrino ditransfer cangkang luar, itu dibuang ke ruang sekitarnya.

Mungkin gerakan konvektif neutrino yang menyebabkan pelanggaran simetri bola ledakan supernova. Dengan kata lain, suatu arah muncul di mana zat itu sebagian besar dikeluarkan, dan kemudian residu yang dihasilkan menerima momentum mundur dan mulai bergerak di ruang angkasa dengan inersia dengan kecepatan hingga 1000 km/s. Kecepatan spasial yang tinggi seperti itu dicatat pada anak-anak muda bintang neutron- pulsar radio.

Gambar skema yang dijelaskan dari ledakan supernova tipe 2 memungkinkan untuk memahami fitur pengamatan utama dari fenomena ini. Dan prediksi teoretis berdasarkan model ini (terutama mengenai energi total dan spektrum ledakan neutrino) ternyata tepat. setuju sepenuhnya dengan pulsa neutrino yang terdaftar pada 23 Februari 1987, yang berasal dari supernova di Awan Magellan Besar.

Sekarang beberapa kata tentang supernova tipe 1. Tidak adanya emisi hidrogen dalam spektrumnya menunjukkan bahwa ledakan terjadi pada bintang yang tidak memiliki selubung hidrogen. Seperti yang diyakini sekarang, ini mungkin ledakan katai putih atau akibat runtuhnya sebuah bintang. Tipe Wolf-Rayet(Faktanya, ini adalah inti dari bintang masif yang kaya akan helium, karbon, dan oksigen).

Kok bisa meledak katai putih? Memang, di bintang yang sangat padat ini, reaksi nuklir tidak terjadi, dan gaya gravitasi dilawan oleh tekanan gas padat yang terdiri dari elektron dan ion (yang disebut degenerasi gas elektron). Alasannya di sini sama dengan keruntuhan inti bintang masif - penurunan elastisitas materi bintang dengan peningkatan kepadatannya. Ini sekali lagi karena "penekanan" elektron menjadi proton untuk membentuk neutron, serta beberapa efek relativistik.

Mengapa kepadatan katai putih meningkat? Ini tidak mungkin jika lajang. Tetapi jika katai putih adalah bagian dari sistem biner yang cukup dekat, maka di bawah aksi gaya gravitasi gas dari bintang tetangga dapat mengalir ke katai putih (seperti dalam kasus bintang baru). Pada saat yang sama, massa dan kepadatannya akan meningkat secara bertahap, yang pada akhirnya akan menyebabkan keruntuhan dan ledakan.

Lain kemungkinan varian lebih eksotis, tetapi tidak kalah nyata, adalah tabrakan dua katai putih. Bagaimana ini bisa terjadi, karena kemungkinan dua katai putih bertabrakan di ruang angkasa dapat diabaikan, karena jumlah bintang per satuan volume dapat diabaikan - paling banyak beberapa bintang dalam 100 pc3. Dan di sini (untuk kesekian kalinya!) "bersalah" bintang ganda, tapi sekarang terdiri dari dua katai putih.

Sebagai berikut dari teori umum Dalam relativitas Einstein, setiap dua massa yang mengorbit satu sama lain cepat atau lambat harus bertabrakan karena entrainment energi yang konstan, meskipun sangat tidak signifikan, dari sistem semacam itu oleh gelombang gravitasi - gelombang gravitasi. Misalnya, Bumi dan Matahari, jika yang terakhir hidup sangat lama, akan bertabrakan sebagai akibat dari efek ini, meskipun setelah waktu yang sangat lama, banyak urutan besarnya lebih besar dari usia Semesta. Telah dihitung bahwa dalam kasus sistem biner dekat dengan massa bintang di dekat massa matahari (2 10 30 kg), penggabungan mereka akan terjadi dalam waktu kurang dari usia Semesta, sekitar 10 miliar tahun. Perkiraan menunjukkan bahwa di galaksi biasa, peristiwa seperti itu terjadi setiap beberapa ratus tahun sekali. Energi raksasa yang dilepaskan selama proses bencana ini cukup untuk menjelaskan fenomena supernova.

Omong-omong, perkiraan kesetaraan massa katai putih membuat penggabungan mereka "mirip" satu sama lain, yang berarti bahwa supernova tipe 1 akan terlihat sama dalam karakteristiknya, terlepas dari kapan dan di galaksi mana wabah itu terjadi. Oleh karena itu, kecerahan supernova yang tampak mencerminkan jarak ke galaksi tempat mereka diamati. Sifat supernova tipe 1 ini saat ini digunakan oleh para ilmuwan untuk mendapatkan evaluasi independen parameter kosmologis yang paling penting - konstanta Hubble, yang berfungsi sebagai ukuran kuantitatif tingkat ekspansi Semesta. Kami hanya berbicara tentang sebagian besar ledakan kuat bintang-bintang yang berasal dari alam semesta dan diamati dalam jangkauan optik. Karena dalam kasus supernova energi utama ledakan dibawa oleh neutrino, dan bukan oleh cahaya, studi tentang langit dengan metode astronomi neutrino memiliki prospek yang sangat menarik. Ini akan memungkinkan di masa depan untuk "melihat" ke dalam "neraka" supernova, yang tersembunyi oleh ketebalan materi yang sangat besar yang tidak tembus cahaya. Bahkan lebih penemuan luar biasa menjanjikan astronomi gelombang gravitasi, yang dalam waktu dekat akan memberi tahu kita tentang fenomena megah penggabungan katai putih ganda, bintang neutron, dan lubang hitam.