Obloha za jasného dňa je vo všeobecnosti dosť nudný a monotónny obraz: horúca guľa Slnka a jasná neohraničený priestor, niekedy ozdobený obláčikmi alebo občasnými obláčikmi.
Ďalšia vec je obloha v bezoblačnej noci. Zvyčajne je celý posiaty jasnými hviezdami. Zároveň je potrebné vziať do úvahy, že na nočnej oblohe môžete voľným okom vidieť 3 až 4,5 tisíc nočných svietidiel. A všetky patria do Mliečnej dráhy, v ktorej sa nachádza aj tá naša. slnečná sústava.
Autor: moderné nápady hviezdy sú horúce gule plynu, v hlbinách ktorých termonukleárna fúzia jadrá hélia z jadier vodíka s uvoľnením obrovského množstva energie. Je to ona, ktorá poskytuje svietivosť hviezd.
Najbližšia hviezda k nám je naše Slnko, ktoré je od nás vzdialené 150 miliónov kilometrov. Ale hviezda Proxima Centauri, ďalšia v diaľke, sa nachádza vo vzdialenosti 4,25 od nás svetelný rok, čiže 270-tisíckrát ďalej ako Slnko.
Existujú hviezdy, ktoré sú v tomto ukazovateli stokrát väčšie ako Slnko a rovnako koľkokrát nižšie ako Slnko. Hmotnosti hviezd sa však líšia v oveľa skromnejších medziach - od jednej dvanástiny hmotnosti Slnka po 100 jeho hmotností. Viac ako polovica viditeľné hviezdy sú dvojité a niekedy trojité systémy.
Vo všeobecnosti možno počet hviezd vo vesmíre, ktoré vidíme, označiť číslom 125 000 000 000 s jedenástimi dodatočnými nulami.
Teraz, aby sa vyhli zámene s nulami, astronómovia už nevedú záznamy. jednotlivé hviezdy, ale celých galaxií za predpokladu, že v každej z nich je v priemere asi 100 miliárd hviezd.
Americký astronóm Fritz Zwicky bol priekopníkom cieleného hľadania supernov.
V roku 1996 vedci odhadovali, že zo Zeme je možné vidieť 50 miliárd galaxií. Kedy bola uvedená do prevádzky obežný ďalekohľad názov Hubbleovho teleskopu, ktorý nie je rušený zemská atmosféra, počet viditeľných galaxií vyskočil na 125 miliárd.
Vďaka vševidiacemu oku tohto teleskopu astronómovia prenikli do takých hĺbok vesmíru, že videli galaxie, ktoré sa objavili len jednu miliardu rokov po Veľkom tresku, ktorý dal zrod nášmu vesmíru.
Na charakterizáciu hviezd sa používa niekoľko parametrov: svietivosť, hmotnosť, polomer a chemické zloženie atmosfére, ako aj jej teplote. A pomocou množstva ďalších charakteristík hviezdy môžete určiť aj jej vek.
Každá hviezda je dynamická štruktúra, ktorá sa rodí, rastie a potom, keď dosiahne určitý vek, ticho zomrie. Stáva sa však aj to, že náhle vybuchne. Táto udalosť vedie k rozsiahlym zmenám v oblasti susediacej s explodovanou hviezdou.
Porucha, ktorá nasledovala po tejto explózii, sa teda šíri obrovskou rýchlosťou a niekoľko desiatok tisíc rokov zachytáva obrovský priestor v medzihviezdne médium. V tejto oblasti prudko stúpa teplota až na niekoľko miliónov stupňov, výrazne sa zvyšuje hustota kozmického žiarenia a sila magnetického poľa.
Takéto vlastnosti látky vyvrhnutej explodovanou hviezdou jej umožňujú vytvárať nové hviezdy a dokonca aj celé planetárne systémy.
Z tohto dôvodu sú supernovy aj ich pozostatky veľmi pozorne študované astrofyzikmi. Koniec koncov, informácie získané v priebehu štúdia tohto javu môžu rozšíriť poznatky o vývoji normálnych hviezd, o procesoch, ktoré sa vyskytujú pri zrode neutrónových hviezd, a tiež objasniť detaily tých reakcií, ktoré vedú k vzniku ťažké prvky, kozmické lúče atď.
Astronómovia kedysi tie hviezdy, ktorých jasnosť sa náhle zvýšila viac ako 1000-krát, nazývali novy. Objavili sa na oblohe nečakane a zmenili obvyklú konšteláciu súhvezdí. Náhle sa ich jasnosť zvýšila maximálne niekoľko tisíckrát, po určitom čase sa ich jasnosť prudko znížila a po niekoľkých rokoch ich jas zoslabol ako pred výbuchom.
Je potrebné poznamenať, že frekvencia výbuchov, počas ktorých sa hviezda uvoľní z jednej tisíciny svojej hmotnosti a ktoré s veľká rýchlosť vhodí svetový priestor, je považovaný za jeden z hlavných znakov zrodu nových hviezd. Ale zároveň, akokoľvek sa to môže zdať zvláštne, výbuchy hviezd nevedú k významné zmeny v ich štruktúre, dokonca ani k ich zničeniu.
Ako často sa takéto udalosti dejú v našej galaxii? Ak vezmeme do úvahy iba tie hviezdy, ktoré svojou jasnosťou nepresiahli 3. magnitúdu, tak podľa historických kroník a pozorovaní astronómov nebolo za päťtisíc rokov pozorovaných viac ako 200 jasných zábleskov.
Keď sa však začali vykonávať štúdie iných galaxií, bolo zrejmé, že jas nových hviezd, ktoré sa objavujú v týchto kútoch vesmíru, sa často rovná svietivosti celej galaxie, v ktorej sa tieto hviezdy objavujú.
Samozrejme, objavenie sa hviezd s takouto svietivosťou je mimoriadna udalosť a absolútne nepodobná zrodeniu obyčajné hviezdy. Preto už v roku 1934 americkí astronómovia Fritz Zwicky a Walter Baade navrhli, aby tie hviezdy, ktorých maximálna jasnosť dosahuje svietivosť obyčajných galaxií, boli klasifikované ako samostatná trieda supernov a najviac jasné hviezdy. Treba mať na pamäti, že výbuchy supernov v stav techniky Naša galaxia je mimoriadne zriedkavý jav, ktorý sa nevyskytuje viac ako raz za 100 rokov. Najvýraznejšie prepuknutia, ktoré zaznamenali čínske a japonské pojednania, sa vyskytli v rokoch 1006 a 1054.
O päťsto rokov neskôr, v roku 1572, záblesk zhora nová hviezda v súhvezdí Cassiopeia pozoroval vynikajúci astronóm Tycho Brahe. V roku 1604 videl Johannes Kepler zrod supernovy v súhvezdí Ophiuchus. A odvtedy neboli takéto veľkolepé udalosti v našej Galaxii zaznamenané.
Možno je to spôsobené tým, že slnečná sústava zaberá v našej Galaxii takú polohu, že ju možno pozorovať optické prístroje výbuchy supernov zo Zeme sú možné len v polovici jej objemu. Vo zvyšnej časti tomu bráni medzihviezdna absorpcia svetla.
A keďže v iných galaxiách sa tieto javy vyskytujú s približne rovnakou frekvenciou ako v Mliečnej dráhe, hlavné informácie o supernovách v čase prepuknutia boli získané z ich pozorovaní v iných galaxiách ...
Prvýkrát sa v roku 1936 začali astronómovia W. Baade a F. Zwicky zaoberať cieleným hľadaním supernov. Počas troch rokov pozorovaní v rôznych galaxiách vedci objavili 12 výbuchov supernov, ktoré následne podrobili dôkladnejšiemu výskumu pomocou fotometrie a spektroskopie.
Navyše, použitie pokročilejších astronomických zariadení umožnilo rozšíriť zoznam novoobjavených supernov. A zavedenie automatizovaného hľadania viedlo k tomu, že vedci objavili viac ako sto supernov ročne. Celkovo za krátky čas Bolo zaznamenaných 1500 týchto objektov.
AT posledné roky používaním výkonné teleskopy za jednu noc pozorovaní vedci objavili viac ako 10 vzdialených supernov!
V januári 1999 došlo k udalosti, ktorá šokovala aj moderných astronómov, zvyknutých na mnohé „triky“ vesmíru: v hlbinách vesmíru bol zaznamenaný desaťkrát jasnejší záblesk ako všetky tie, ktoré vedci zaznamenali predtým. Všimli si ju dva výskumné satelity a ďalekohľad v horách Nového Mexika, vybavený automatickou kamerou. Stalo sa jedinečný fenomén v súhvezdí Čižmy. O niečo neskôr, v apríli toho istého roku, vedci zistili, že vzdialenosť k záblesku je deväť miliárd svetelných rokov. To sú takmer tri štvrtiny polomeru vesmíru.
Výpočty astronómov ukázali, že za pár sekúnd, počas ktorých záblesk trval, sa uvoľnilo mnohonásobne viac energie, než vyprodukovalo Slnko za päť miliárd rokov svojej existencie. Čo spôsobilo taký neuveriteľný výbuch? Aké procesy viedli k tomuto grandióznemu uvoľneniu energie? Veda zatiaľ nedokáže na tieto otázky konkrétne odpovedať, hoci existuje predpoklad, že áno veľké množstvo energie by mohla nastať v prípade splynutia dvoch neutrónových hviezd.
| <<< Назад
|
Vpred >>> |
Ich výskyt je pomerne zriedkavým kozmickým javom. V priemere tri supernovy za storočie vzplanú v otvorených priestoroch vesmíru prístupných na pozorovanie. Každý takýto záblesk je gigantickou kozmickou katastrofou, pri ktorej sa uvoľní neskutočné množstvo energie. Podľa najhrubšieho odhadu by toto množstvo energie mohlo byť generované súčasným výbuchom mnohých miliárd vodíkových bômb.
Pomerne rigorózna teória supernov ešte nie je k dispozícii, no vedci predložili zaujímavú hypotézu. Na základe najkomplexnejších výpočtov navrhli, že počas alfa fúzie prvkov sa jadro naďalej zmenšuje. Teplota v ňom dosahuje fantastické číslo – 3 miliardy stupňov. Za takýchto podmienok sú v jadre výrazne zrýchlené rôzne; v dôsledku toho sa uvoľňuje veľa energie. Rýchla kontrakcia jadra znamená rovnako rýchlu kontrakciu hviezdneho obalu.
Tiež sa veľmi zahrieva a jadrové reakcie, sú zase značne zrýchlené. Doslova v priebehu niekoľkých sekúnd sa tak uvoľní obrovské množstvo energie. To má za následok výbuch. Samozrejme, takéto podmienky nie sú vždy dosiahnuté, a preto supernovy vzplanú pomerne zriedka.
To je hypotéza. Ako majú vedci pravdu vo svojich predpokladoch, ukáže budúcnosť. Ale súčasnosť priviedla výskumníkov k úplne úžasným odhadom. Astrofyzikálne metódy umožnili sledovať, ako klesá svietivosť supernov. A tu je to, čo sa ukázalo: v prvých dňoch po výbuchu svietivosť veľmi rýchlo klesá a potom sa tento pokles (do 600 dní) spomalí. Navyše každých 55 dní sa svietivosť zníži presne na polovicu. Z hľadiska matematiky k tomuto poklesu dochádza podľa takzvaného exponenciálneho zákona. dobrý príklad takým zákonom je zákon rádioaktívneho rozpadu. Vedci urobili odvážny predpoklad: uvoľnenie energie po výbuchu supernovy je spôsobené rádioaktívny rozpad izotop prvku s polčasom rozpadu 55 dní.
Ale aký izotop a aký prvok? Toto hľadanie pokračovalo niekoľko rokov. "Kandidátmi" na úlohu takýchto "generátorov" energie boli berýlium-7 a stroncium-89. Rozpadli sa na polovicu len za 55 dní. Skúšku sa im však nepodarilo zložiť: výpočty ukázali, že energia uvoľnená počas ich beta rozpadu je príliš malá. A ďalšie známe rádioaktívne izotopy nemal podobný polčas rozpadu.
Medzi prvkami, ktoré na Zemi neexistujú, sa objavil nový uchádzač. Ukázalo sa, že je predstaviteľom transuránových prvkov umelo syntetizovaných vedcami. Žiadateľ sa volá Kalifornčan, jeho sériové číslo- deväťdesiat osem. Jeho izotop californium-254 bol pripravený len v množstve asi 30 miliardtín gramu. Ale aj toto skutočne beztiažové množstvo stačilo na meranie polčasu rozpadu izotopu. Ukázalo sa, že je to rovných 55 dní.
A z toho vznikla kuriózna hypotéza: je to energia rozpadu kalifornia-254, ktorá poskytuje neobvykle vysokú svietivosť supernovy na dva roky. Rozpad kalifornia nastáva spontánnym štiepením jeho jadier; pri tomto type rozpadu sa jadro akoby rozdelí na dva fragmenty - jadrá prvkov v strede periodickej sústavy.
Ako sa však syntetizuje samotné Kalifornium? Vedci tu poskytujú logické vysvetlenie. Počas stláčania jadra, ktoré predchádza výbuchu supernovy, sa neobvykle urýchli jadrová reakcia interakcie už známeho neónu-21 s časticami alfa. Dôsledkom toho je objavenie sa extrémne silného toku neutrónov v pomerne krátkom čase. Proces zachytávania neutrónov nastáva znova, ale tentoraz je rýchly. Jadrá majú čas absorbovať ďalšie neutróny predtým, ako prejdú do beta rozpadu. Pre tento proces už nestabilita transbizmutových prvkov nie je prekážkou. Reťaz transformácií sa nezlomí a koniec periodická tabuľka bude tiež naplnená. V tomto prípade sa zrejme tvoria aj také transuránové prvky, ktoré v umelé podmienky zatiaľ neprijaté.
Vedci vypočítali, že pri každom výbuchu supernovy vyprodukuje samotné kalifornium-254 fantastické množstvo. Z tohto množstva by sa dalo vyrobiť 20 guličiek, z ktorých každá by vážila toľko ako naša Zem. Čo je ďalší osud supernova? Umiera dosť rýchlo. Na mieste jeho záblesku zostala len malá, veľmi slabá hviezda. Je to iné, ale je to úžasné vysoká hustota látky: naplnené ním Matchbox vážili by desiatky ton. Takéto hviezdy sa nazývajú "". Čo s nimi bude ďalej, zatiaľ nevieme.
Hmota, ktorá je vyvrhnutá do svetového priestoru, môže kondenzovať a vytvárať nové hviezdy; začínajú nový dlhá cesta rozvoj. Vedci zatiaľ urobili len všeobecné hrubé ťahy obrazu pôvodu prvkov, obrázky práce hviezd – grandióznych tovární na atómy. Možno toto porovnanie vo všeobecnosti vyjadruje podstatu veci: umelec na plátne načrtáva iba prvé obrysy budúceho umeleckého diela. Hlavná myšlienka je už jasná, no mnohé, vrátane podstatných detailov, ešte treba uhádnuť.
Konečné riešenie problému pôvodu prvkov si bude vyžadovať kolosálnu prácu vedcov rôznych špecialít. Je pravdepodobné, že mnohé, čo sa nám teraz zdá nepochybné, sa v skutočnosti ukáže ako hrubo približné, ak nie úplne nesprávne. Pravdepodobne budú musieť vedci čeliť vzorom, ktoré sú nám stále neznáme. Predsa preto, aby sme pochopili najzložitejšie procesy, plynúci vo vesmíre, nepochybne bude potrebný nový kvalitatívny skok vo vývoji našich predstáv o ňom.
Astronómovia oficiálne oznámili jednu z najvýznamnejších udalostí v roku vedecký svet: v roku 2022 zo Zeme voľným okom budeme môcť vidieť unikátny úkaz – jeden z najjasnejších výbuchov supernovy. Podľa predpovedí svojim svetlom prežiari žiaru väčšiny hviezd v našej galaxii.
Hovoríme o blízkej binárnej sústave KIC 9832227 v súhvezdí Labuť, ktorú od nás delí 1800 svetelných rokov. Hviezdy v tomto systéme sú umiestnené tak blízko seba, že majú spoločnú atmosféru a rýchlosť ich rotácie sa neustále zvyšuje (teraz je doba rotácie 11 hodín).
O možnej zrážke, ktorá sa očakáva približne o päť rokov (plus mínus jeden rok), povedal na výročnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti profesor Larry Molnar (Larry Molnar) z Calvin College v Spojených štátoch. Podľa neho predvídať také vesmírne katastrofy dosť ťažké - štúdia trvala niekoľko rokov (astronómovia začali skúmať hviezdny pár už v roku 2013).
Daniel Van Noord bol prvý, kto urobil takúto predpoveď. Výskumník Molnara (v tom čase ešte študent).
„Študoval, ako farba hviezdy koreluje s jej jasnosťou, a navrhol, že máme do činenia s binárnym objektom, navyše s blízkou binárnou sústavou – takou, kde majú dve hviezdy všeobecná atmosféra, ako dve jadierka arašidov pod jednou škrupinou,“ vysvetľuje Molnár v tlačovej správe.
V roku 2015, po niekoľkých rokoch pozorovaní, povedal Molnar svojim kolegom predpoveď: astronómovia pravdepodobne zažijú výbuch podobný zrodu supernovy V1309 v súhvezdí Škorpión v roku 2008. Nie všetci vedci jeho tvrdenie brali vážne, no teraz, po nových pozorovaniach, sa Larry Molnar opäť dotkol tejto témy a predložil ešte viac údajov. Spektroskopické pozorovania a spracovanie viac ako 32 tisíc snímok získaných z rôznych ďalekohľadov vylúčili iné scenáre vývoja udalostí.
Astronómovia veria, že keď hviezdy do seba narazia, obe zomrú, no ešte predtým vyžarujú veľa svetla a energie, vytvoria červenú supernovu a desaťtisíckrát zvýšia jas dvojhviezdy. Supernova bude viditeľná na oblohe ako súčasť súhvezdia Labuť a Severný kríž. Bude to prvýkrát, čo budú môcť sledovať profesionáli a dokonca aj amatéri dvojité hviezdy priamo v čase ich smrti.
„Bude to veľmi prudká zmena na oblohe a každý to môže vidieť. Nepotrebujete ďalekohľad, aby ste mi v roku 2023 povedali, či som mal pravdu alebo nie. Absencia výbuchu ma síce sklame, ale akýkoľvek alternatívny výsledok bude nemenej zaujímavý,“ dodáva Molner.
Predpoveď podľa astronómov naozaj nemožno brať na ľahkú váhu: experti majú po prvý raz možnosť pozorovať posledných pár rokov života hviezd pred ich splynutím.
Budúci výskum pomôže dozvedieť sa veľa o takýchto binárnych systémoch a ich interné procesy, ako aj následky kolízie veľkého rozsahu. K „výbuchom“ tohto druhu podľa štatistík dochádza približne raz za desať rokov, no je to prvýkrát, čo dôjde ku kolízii hviezd. Predtým napríklad vedci pozorovali výbuch.
Predtlač možnej budúcej Molnárovej práce (dokument PDF) si môžete prečítať na webovej stránke akadémie.
Mimochodom, v roku 2015 astronómovia ESA objavili unikát v hmlovine Tarantula, ktorej obežné dráhy sú od seba v neskutočne malej vzdialenosti. Vedci predpovedali, že v určitom bode sa takáto štvrť skončí tragicky: nebeské telesá sa buď spoja jediná hviezda gigantických rozmerov, alebo dôjde k výbuchu supernovy, z čoho vznikne binárna sústava.
Spomíname si tiež, že predtým sme hovorili o tom, ako výbuchy supernovy.
SUPERNOVA
SUPERNOVA, výbuch hviezdy, pri ktorom je zničená takmer celá HVIEZDA. Do týždňa môže supernova zažiariť všetky ostatné hviezdy v galaxii. Svietivosť supernovy pri 23 magnitúdy(1000 miliónov krát) väčšia ako svietivosť Slnka a energia uvoľnená pri výbuchu sa rovná všetkej energii vyžarovanej hviezdou počas celého jej predchádzajúceho života. Po niekoľkých rokoch sa objem supernovy zväčší natoľko, že sa stane redším a priesvitným. Po stovky alebo tisíce rokov sú zvyšky vyvrhnutej hmoty viditeľné ako zvyšky supernovy. Supernova je asi 1000-krát jasnejšia ako NOVÁ HVIEZDA. Každých 30 rokov má galaxia ako naša asi jednu supernovu, no väčšina týchto hviezd je zakrytá prachom. Supernovy sú dvoch hlavných typov, ktoré sa vyznačujú svetelnými krivkami a svojimi spektrami.
Supernovy – nečakane blikajúce hviezdy, ktoré niekedy nadobudnú jasnosť 10 000 miliónov krát väčšiu ako jas Slnka. Deje sa to v niekoľkých fázach.Na začiatku (A) sa obrovská hviezda veľmi rýchlo vyvinie do štádia, keď vo vnútri hviezdy začnú súčasne prebiehať rôzne jadrové procesy. V strede môže vzniknúť železo, čo znamená koniec výroby jadrová energia. Hviezda potom začne podliehať gravitačnému kolapsu (B). To však zahreje stred hviezdy do takej miery, že sa chemické prvky rozložia a nové reakcie prebiehajú s výbušnou silou (C). vyhodený väčšina hmoty hviezdy do vesmíru, zatiaľ čo zvyšky stredu hviezdy sa zrútia, až kým hviezda úplne nestmavne, možno sa z nej stane veľmi hustá neutrónová hviezda (D). Jedno takéto zrno bolo viditeľné v roku 1054. v súhvezdí Býk (E). Pozostatkom tejto hviezdy je oblak plynu nazývaný Krabia hmlovina (F).
Vedecko-technický encyklopedický slovník.
Pozrite sa, čo je „SUPERNOV STAR“ v iných slovníkoch:
„Supernova“ presmeruje tu; pozri aj iné významy. Keplerov pozostatok supernovy supernovy ... Wikipedia
Výbuch, ktorý znamenal smrť hviezdy. Niekedy je výbuch supernovy jasnejší ako galaxia, v ktorej k nemu došlo. Supernovy sa delia na dva hlavné typy. Typ I je charakterizovaný nedostatkom vodíka v optickom spektre; tak si myslia... Collierova encyklopédia
supernova- astronóm. Náhle vzplanutá hviezda so silou žiarenia mnohotisíckrát väčšou ako sila výbuchu novej hviezdy... Slovník mnohých výrazov
Supernova SN 1572 Pozostatok supernovy SN 1572, kompozícia röntgenových a infračervených snímok získaných observatóriom Spticer, Chandra a Calar Alto Pozorovacie údaje (epocha?) Typ supernovy ... Wikipedia
Umelecké zobrazenie hviezdy Wolfa Rayeta Hviezdy Wolfa Rayeta sú triedou hviezd, ktoré sa vyznačujú veľmi teplo a svietivosť; Wolf Rayetove hviezdy sa líšia od iných horúcich hviezd prítomnosťou širokých pásov emisií vodíka v spektre ... Wikipedia
Supernova: Supernova hviezdy končiace svoj vývoj v katastrofickom výbušnom procese; Supernova ruská pop punková kapela. Supernova (film) fantastický hororový film z roku 2000 od amerického režiséra ... ... Wikipedia
Tento výraz má iné významy, pozri Hviezda (významy). Hviezda Plejád nebeské telo v ktorej idú, šli alebo pôjdu ... Wikipedia
Umelecké zobrazenie hviezdy Wolfa Rayeta Hviezdy Wolfa Rayeta sú triedou hviezd, ktoré sa vyznačujú veľmi vysokou teplotou a svietivosťou; Hviezdy Wolfa Rayeta sa líšia od ostatných horúcich hviezd v prítomnosti ... Wikipedia
SN 2007 na Supernove SN 2007 na fotke vesmírny ďalekohľad Swift. Údaje z pozorovania (Epocha J2000,0) Supernova typu Ia ... Wikipedia
knihy
- The Finger of Destiny (vrátane kompletného prehľadu neaspektovaných planét), Hamaker-Zondag K. Kniha známej astrologičky Karen Hamaker-Zondag je ovocím dvadsaťročnej práce pri štúdiu záhadných a často nepredvídateľných skrytých faktorov horoskopu. : konfigurácie prsta osudu, ...
supernovy- jeden z najväčších vesmírne javy. Supernova je skrátka skutočný výbuch hviezdy, kedy sa väčšina jej hmoty (a niekedy aj celá) rozletí rýchlosťou až 10 000 km/s a zvyšok sa stlačí (zrúti sa) do superhustej neutrónovej hviezdy resp. do čierna diera. Supernovy hrajú dôležitá úloha vo vývoji hviezd. Sú konečným životom hviezd s hmotnosťou viac ako 8-10 hmotností Slnka, zrodili neutrónové hviezdy a čierne diery a obohacovali medzihviezdne médium ťažkými chemické prvky. Všetky prvky ťažšie ako železo vznikli v dôsledku interakcie jadier ľahších prvkov a elementárne častice pri výbuchoch masívne hviezdy. Nie je tu kľúč k večnej príťažlivosti ľudstva ku hviezdam? V najmenšej bunke živej hmoty sú atómy železa syntetizované počas smrti nejakej masívnej hviezdy. A v tomto zmysle sú ľudia podobní snehuliakovi z Andersenovej rozprávky: zažil divná láska k horúcemu sporáku, pretože poker mu slúžil ako rám ...
Vedci si všimli, že v eliptické galaxie(t. j. galaxie bez špirálovej štruktúry, s veľmi nízkou rýchlosťou tvorby hviezd, pozostávajúce najmä z červených hviezd s nízkou hmotnosťou), vzplanutia iba supernov typu 1. V špirálových galaxiách, ku ktorým patrí naša Galaxia - mliečna dráha sa vyskytujú oba typy supernov. Zástupcovia 2. typu sa zároveň sústreďujú smerom k špirálovým ramenám, kde aktívny proces tvorba hviezd a mnoho mladých masívnych hviezd. Tieto vlastnosti naznačujú odlišná povaha dva typy supernov.
Teraz je spoľahlivo preukázané, že výbuch akejkoľvek supernovy uvoľní obrovské množstvo energie - asi 10 46 J! Hlavná energia výbuchu nie je unášaná fotónmi, ale neutrínami - rýchlymi časticami s veľmi malým alebo žiadnym nulová hmotnosť odpočinok. Neutrína interagujú s hmotou extrémne slabo a vnútro hviezdy je pre nich úplne priehľadné.
Kompletná teória výbuchu supernovy s vytvorením kompaktného zvyšku a vymrštením vonkajšieho obalu zatiaľ nebola vytvorená pre extrémnu zložitosť zohľadnenia všetkých fyzikálnych procesov. Všetky dôkazy však naznačujú, že supernovy typu 2 vzplanú v dôsledku kolapsu jadier masívnych hviezd. Na rôznych štádiách prebiehal život hviezdy v jadre termonukleárne reakcie, v ktorej sa najprv vodík premenil na hélium, potom hélium na uhlík a tak ďalej, až kým nevznikli prvky „železného vrcholu“ – železo, kobalt a nikel. Atómové jadrá týchto prvkov majú maximálnu väzbovú energiu na časticu. Je zrejmé, že pridávanie nových častíc do atómové jadro napríklad železo bude vyžadovať značné náklady na energiu, a preto sa termonukleárne spaľovanie „zastaví“ na prvkoch železného vrcholu.
Čo spôsobuje, že centrálne časti hviezdy stratia stabilitu a zrútia sa, len čo sa železné jadro stane dostatočne masívnym (asi 1,5 hmotnosti Slnka)? V súčasnosti sú známe dva hlavné faktory vedúce k strate stability a kolapsu. Jednak ide o „zrútenie“ jadier železa na 13 alfa častíc (jadier hélia) s absorpciou fotónov – takzvaná fotodisociácia železa. Po druhé, neutronizácia hmoty je zachytávanie elektrónov protónmi s tvorbou neutrónov. Oba procesy sú možné, keď vysoké hustoty(nad 1 t/cm 3 ), ktoré sa na konci evolúcie usadzujú v strede hviezdy a obe účinne znižujú „elasticitu“ látky, ktorá vlastne odoláva tlakovému pôsobeniu gravitačných síl. V dôsledku toho jadro stráca svoju stabilitu a zmršťuje sa. V tomto prípade počas neutronizácie látky veľké množstvo neutrína odvádzajúce hlavnú energiu uloženú v kolabujúcom jadre.
Na rozdiel od katastrofického kolapsu jadra, ktorý je teoreticky dostatočne podrobne rozpracovaný, vymrštenie hviezdneho obalu (samotný výbuch) nie je také jednoduché vysvetliť. Pravdepodobne, zásadnú úlohu v tomto procese hrajú neutrínaPodľa počítačových výpočtov je hustota v blízkosti jadra taká vysoká, že dokonca aj neutrína, ktoré slabo interagujú s hmotou, sú na nejaký čas „uzamknuté“ vonkajšími vrstvami hviezdy. Ale gravitačné sily ťahajú škrupinu smerom k jadru a nastáva situácia podobná tej, ktorá nastáva pri pokuse naliať hustejšiu kvapalinu, ako je voda, cez kvapalinu s menšou hustotou, ako je petrolej alebo olej. (Zo skúseností je dobre známe, že ľahká kvapalina má tendenciu „vyplávať“ spod ťažkej – tu sa prejavuje tzv. Rayleigh-Taylorova nestabilita.) Tento mechanizmus spôsobuje obrovské konvekčné pohyby, a keď v konečnom dôsledku hybnosť tzv. neutríno sa prenesie vonkajšia škrupina, vypúšťa sa do okolitého priestoru.
Možno sú to neutrínové konvekčné pohyby, ktoré vedú k porušeniu sférická symetria výbuch supernovy. Inými slovami, objaví sa smer, pozdĺž ktorého je látka prevažne vymrštená, a potom výsledný zvyšok dostane spätnú hybnosť a začne sa pohybovať v priestore zotrvačnosťou rýchlosťou až 1000 km/s. Takéto vysoké priestorové rýchlosti boli zaznamenané u mláďat neutrónové hviezdy- rádiové pulzary.
Opísaný schematický obrázok výbuchu supernovy typu 2 umožňuje pochopiť hlavné pozorovacie znaky tohto javu. A teoretické predpovede založené na tomto modeli (najmä pokiaľ ide o celkovú energiu a spektrum neutrínového záblesku) sa ukázali byť v plnom súhlase s neutrínovým pulzom zaregistrovaným 23. februára 1987, ktorý pochádzal zo supernovy vo Veľkom Magellanovom oblaku.
Teraz pár slov o supernovách typu 1. Neprítomnosť emisií vodíka v ich spektrách naznačuje, že k výbuchu dochádza vo hviezdach bez vodíkového obalu. Ako sa teraz verí, môže to byť výbuch bieleho trpaslíka alebo výsledok kolapsu hviezdy. typu Wolf-Rayet(v skutočnosti ide o jadrá masívnych hviezd bohatých na hélium, uhlík a kyslík).
Ako môže vybuchnúť biely trpaslík? V tejto veľmi hustej hviezde totiž neprebiehajú jadrové reakcie a proti silám gravitácie pôsobí tlak hustého plynu pozostávajúceho z elektrónov a iónov (tzv. elektrónový plyn). Dôvod je tu rovnaký ako pri kolapse jadier masívnych hviezd - zníženie elasticity hmoty hviezdy so zvýšením jej hustoty. Je to opäť spôsobené „lisovaním“ elektrónov do protónov s tvorbou neutrónov, ako aj niektorými relativistickými efektmi.
Prečo sa hustota bieleho trpaslíka zvyšuje? To nie je možné, ak je single. Ale ak je biely trpaslík súčasťou pomerne blízkeho binárneho systému, potom pod pôsobením gravitačné sily plyn zo susednej hviezdy je schopný prúdiť k bielemu trpaslíkovi (ako v prípade novej hviezdy). Zároveň sa bude postupne zvyšovať jeho hmotnosť a hustota, čo nakoniec povedie ku kolapsu a výbuchu.
 |
Ďalší možný variant exotickejšia, no nie menej reálna je zrážka dvoch bielych trpaslíkov. Ako je to možné, veď pravdepodobnosť zrážky dvoch bielych trpaslíkov vo vesmíre je mizivá, keďže počet hviezd na jednotku objemu je zanedbateľný - maximálne niekoľko hviezd v 100 pc3. A tu (už po niekoľkýkrát!) "vinný" dvojité hviezdy, ale teraz pozostáva z dvoch bielych trpaslíkov.
Ako vyplýva z všeobecná teória Einsteinova relativita, akékoľvek dve hmoty obiehajúce okolo seba sa musia skôr či neskôr zraziť kvôli neustálemu, aj keď veľmi nevýznamnému, strhávaniu energie z takéhoto systému gravitačnými vlnami - gravitačné vlny. Napríklad Zem a Slnko, ak by žili nekonečne dlho, by sa v dôsledku tohto efektu zrazili, hoci po kolosálnom čase, o mnoho rádov väčšom, ako je vek vesmíru. Bolo vypočítané, že v prípade blízkych binárnych systémov s hmotou hviezd v blízkosti hmotnosti Slnka (2 10 30 kg) by k ich zlúčeniu malo dôjsť v čase kratšom ako je vek vesmíru, približne 10 miliárd rokov. Odhady ukazujú, že v typickej galaxii sa takéto udalosti vyskytujú raz za niekoľko sto rokov. Gigantická energia uvoľnená počas tohto katastrofického procesu úplne stačí na vysvetlenie javu supernovy.
Mimochodom, približná rovnosť hmotností bielych trpaslíkov spôsobuje, že ich fúzie sú si navzájom „podobné“, čo znamená, že supernovy typu 1 z hľadiska ich charakteristík by mali vyzerať rovnako bez ohľadu na to, kedy a v ktorej galaxii došlo k prepuknutiu. Zdanlivý jas supernov preto odráža vzdialenosti galaxií, v ktorých sú pozorované. Túto vlastnosť supernov typu 1 v súčasnosti využívajú vedci na získanie nezávislé hodnotenie najdôležitejší kozmologický parameter - Hubbleova konštanta, ktorá slúži ako kvantitatívna miera rýchlosti expanzie vesmíru. Hovorili sme len o tom najviac silné výbuchy hviezdy pochádzajúce z vesmíru a pozorované v optickom dosahu. Keďže v prípade supernov je hlavná energia výbuchu unášaná neutrínami a nie svetlom, má štúdium oblohy metódami neutrínovej astronómie veľmi zaujímavé vyhliadky. V budúcnosti umožní „nahliadnuť“ do samotného „pekla“ supernovy, ukrytého obrovskými hrúbkami hmoty neprehľadnej pre svetlo. Ešte viac úžasné objavy sľubuje astronómiu gravitačných vĺn, ktorá nám v blízkej budúcnosti porozpráva o grandióznych javoch splynutia dvojitých bielych trpaslíkov, neutrónových hviezd a čiernych dier.
