Masīvas zvaigznes nāve

• Aprīlis 20, 2024

Masīvas zvaigznes dzimst tāpat kā mazākas zvaigznes kā Saule. Smaguma dēļ gāzes mākonis sabrūk, līdz tas ir pietiekami blīvs un pietiekami karsts, lai sāktu ūdeņraža dedzināšana. Tas ir kodolsintēze ūdeņraža atomiem, lai veidotu hēlija atomus. Kodolreakciju enerģijas ārējais spēks līdzsvaro smaguma vilkmi. Tādai zvaigznei kā Saule degviela nebūs izlietota miljardu gadu laikā, bet masīva zvaigzne spoži sadedzina un nepilnu laiku nokļūst degvielā.

Zvaigžņu nukleosintēze
Kad zvaigznei beidzas ūdeņraža degviela, kodols noslēdz līgumu. Tas rada siltumu, varbūt pietiekami, lai sāktu hēlija degšanu. Tas notiek saulainās zvaigznēs, kā arī zvaigznēs, kas ir masīvākas nekā saule. Kaut arī pamatlīgumi slēdzas, ārējie slāņi paplašinās. Saules zvaigznes uzbriest sarkanie milži un masīvas zvaigznes sarkanie superģenti.

Bet, kad hēlijs tiek izmantots, saplūšana ir beigusies zvaigznēm, kuru masa ir no 0,5 līdz 8 reizēm virs Saules masas. Tā kā bez saplūšanas nav ārēja spēka, kas ierobežotu smagumu, zvaigzne sabrūk a baltais punduris.

Un zvaigznes ar lielu masu - kas ar tām notiek? Tā kā tie ir masīvāki, tie karstāki. Hēlija saplūšana rada oglekli un skābekli, un masīva zvaigzne pēc tam var sakausēt šos smagākos atomus, lai iegūtu vēl smagākus. Viņi var iziet vairākus šādus ciklus, līdz zvaigzne sakausē silīciju dzelžā un nonāk ar dzelzs serdi. Vieglāku elementu sakausēšanas process smagākos ir pazīstams kā zvaigžņu nukleosintēze.

Kad zvaigznei ir dzelzs kodols, tas ir beigas. Jūs nevarat kausēt dzelzi, lai atbrīvotu enerģiju. Visbeidzot uzvar gravitācija. Nekas to neaptur, zvaigzne sabrūk visievērojamākajā veidā.

Mazliet par atomiem
Pirms stāsta turpināšanas mums jāpiezīmē daži fakti par atomiem.

• Atomam ir kodols taisīts no protoni (ar pozitīvu lādiņu) un neitroni (kas ir neitrālas).


• Ap kodolu ir orbītas mākoņi elektroni ar negatīvām maksām.


• Kodols ir tūkstošiem reižu mazāks nekā viss atoms.


• Kaut arī elektroni ir niecīgi, salīdzinot ar protoniem un neitroniem, to orbītas ir lielas.


• Parastās vielas veido atomi, kas lielākoties ir tukša telpa - šķiet ciets, jo elektroni pārvietojas tik ātri.

Bet kas būtu, ja mēs varētu sabērt elektronus kodolā un atbrīvoties no visas šīs telpas?

Zvaigzne sabrūk
Sabrūkošajā zvaigznē ir tik daudz lietu, ka kodols nebeidzas kā balts punduris. Tas sabrūk tik vardarbīgi, ka tā atomu elektroni tiek iestumti kodolā. Tur viņi reaģē ar protoniem, veidojot neitronus un neitrīni. (Neitrīni ir ārkārtīgi mazas subatomiskas daļiņas bez elektrības lādiņa un gandrīz bez masas.) Kodols tagad ir veidots no neitroniem un ir neticami blīvs. Tas viss notiek sekundes laikā - daudz mazāk laika, nekā nepieciešams šī punkta lasīšanai.

Kodols kļūst tik blīvs, ka tas pretojas jebkuram turpmākam sabrukumam, un viela, kas iekrīt lielā ātrumā, to sit un atsit. Sadursme atbrīvo visus šos neitrīnus. Viņi aizvada enerģiju no kodola sabrukuma un visu iesūcošo materiālu sasilda līdz miljardiem grādu. Viss, izņemot neitronu kodolu, tiek izvadīts ar ātrumu miljoniem kilometru stundā. Triecienvilnis izstumj izplešanās gružus, un vieglāki elementi tiek sakausēti smagos, ieskaitot ļoti smagus, piemēram, zeltu un urānu. Tas notiek pirmajās piecpadsmit minūtēs.

Mēs sprādzienu saucam par a supernova, un tas ir tik spēcīgs, ka kādu laiku tas ir tikpat gaišs kā visa galaktika.

Neitronu zvaigzne
Ja sabrukušās zvaigznes kodols ir no 1,5 līdz 3 reizes lielāks par Saules masu, tas kļūst par a neitronu zvaigzne. Lai arī tam ir liela masa, atcerieties, ka tā atomi ir sabrukuši, tāpēc tā rādiuss ir tikai aptuveni 10 km (6 jūdzes). Tomēr tējkarote tās svara svērtu miljardiem tonnu. Zvaigzne vairs nevar sabrukt, jo cieši iesaiņotie neitroni izliek uz āru vērstu spēku neitronu deģenerācijas spiediens.

Ātri rotējoša neitronu zvaigzne ir a pulsars. Kamēr tas griežas, tas izstaro elektromagnētiskā starojuma impulsus. Katru reizi, kad tas pagriežas mūsu virzienā, var noteikt radio izstarojuma impulsu. Milisekundes impulss griežas tik ātri, ka starp impulsiem ir tikai milisekunde. Galvenes attēlā esošais pulsars ir milisekundes pulsars, bet unikāli tas izstaro gamma starojumu.

Melnie caurumi
Ja kodols ir masīvāks nekā apmēram trīs reizes lielāks par Saules masu, pat deģenerācijas spiediens nevar apturēt sabrukumu. Rezultāts ir a melnais caurums. Faktiski tas nav caurums telpā, bet ļoti koncentrētās masas smagums sagroza telpu. Tā smagums ir tik spēcīgs, ka ātrums, kas vajadzīgs, lai no tā izkļūtu, ir lielāks nekā gaismas ātrums, tāpēc pat gaisma nevar aizbēgt.Lai gan mēs neredzam melnos caurumus, dažreiz mēs varam noteikt to gravitācijas efektu uz citiem objektiem.

Supernovas paliekas
Masīvas zvaigznes kodols nonāk kā neitronu zvaigzne vai melnais caurums, bet ir arī pārējā lieta - materiāls, kas sprādzienā izraidīts no zvaigznes. Gāzes un putekļu paplašinošo apvalku, ko stimulē trieciena vilnis, sauc par a supernovas paliekas. Tur notika smago elementu nukleosintēze, un tā pārvietojoties bagātina telpu starp zvaigznēm ar šiem smagajiem elementiem. Turklāt trieciena vilnis var izraisīt jaunu zvaigžņu veidošanos, un jaunās zvaigznes gūs labumu no atlikušajiem smagajiem elementiem.

Video Instrukcijas: Latviešu strēlniekiem 100. Dokumentālā filma "Zem latviešu karogiem. Varoņu dzimšana" (Aprīlis 2024).