Masyvios žvaigždės mirtis

• Balandis 29, 2024

Masyvios žvaigždės gimsta taip pat, kaip ir mažesnės žvaigždės kaip Saulė. Dėl sunkio dujų debesies žlunga, kol jis yra pakankamai tankus ir pakankamai karštas, kad galėtų pradėti vandenilio deginimas. Tai yra branduolių sintezė vandenilio atomų, kad būtų sudaryti helio atomai. Iš branduolinių reakcijų išeinanti energijos jėga subalansuoja gravitacijos trauką. Tokiai žvaigždei kaip Saulė neteks kuro degalų milijardus metų, tačiau didžiulė žvaigždė dega ryškiai ir per degalą sunaudojama per tam tikrą laiką.

Žvaigždžių nukleosintezė
Kai žvaigždei pasibaigia vandenilio kuras, branduolys susitraukia. Tai gamina šilumą, o to gali pakakti helio deginimui. Tai atsitinka saulės žvaigždėse, taip pat žvaigždėse, kurios yra masyvesnės už saulę. Nors pagrindiniai darbai susitraukia, išoriniai sluoksniai plečiasi. Saulės žvaigždės išsipučia raudoni milžinai ir didžiulės žvaigždės į raudoni supergalviai.

Tačiau, kai helis yra panaudotas, žvaigždžių, kurių masė nuo 0,5 iki 8 kartų didesnė už Saulės masę, susiliejimas baigiasi. Kadangi be suliejimo nėra išorinės jėgos, kuri sulaikytų sunkumą, žvaigždė suyra į baltasis nykštukas.

O didelės žvaigždės žvaigždės - kas su jomis atsitiks? Kadangi jie yra masyvesni, jie dega karščiau. Helio sintezė gamina anglį ir deguonį, o masyvi žvaigždė gali sulydyti šiuos sunkesnius atomus, kad būtų dar sunkesni. Jie gali pereiti kelis tokius ciklus, kol žvaigždė sulydys silicį į geležį ir pasibaigs geležine šerdimi. Lengvesnių elementų sulydymo procesas į sunkesnius yra žinomas kaip žvaigždžių nukleosintezė.

Kai žvaigždė turi geležinę šerdį, tai ir baigiasi. Negalite sulydyti geležies, kad išlaisvintumėte energiją. Pagaliau laimi gravitacija. Nieko nesustabdydama, žvaigždė griūva įspūdingiausiu būdu.

Šiek tiek apie atomus
Prieš tęsdami pasakojimą, turime atkreipti dėmesį į keletą faktų apie atomus.

• Atomas turi branduolys Padaryta iš protonai (su teigiamu užtaisu) ir neutronai (kurios yra neutralios).


• Aplink branduolį yra orbitos debesis elektronai su neigiamais krūviais.


• Branduolys yra tūkstančius kartų mažesnis nei visas atomas.


• Nors elektronai, palyginti su protonais ir neutronais, yra paaugliai, jų orbitos yra didelės.


• Įprasta materija yra sudaryta iš atomų, kurie dažniausiai būna tušti - atrodo vientisa, nes elektronai juda aplink taip greitai.

O kas būtų, jei mes galėtume sutraukti elektronus į branduolį ir atsikratyti visos tos erdvės?

Žvaigždė griūva
Žlungančioje žvaigždėje yra tiek daug materijos, kad šerdis nesibaigia kaip baltas nykštukas. Jis žlunga taip žiauriai, kad jo atomų elektronai yra įstumiami į branduolį. Ten jie reaguoja su protonais, sukurdami neutronus ir neutrinų. (Neutrinai yra labai mažos subatominės dalelės, neturinčios elektros krūvio ir beveik neturinčios masės.) Šerdis dabar yra sudaryta iš neutronų ir yra neįtikėtinai tanki. Visa tai įvyksta per sekundės dalį - daug mažiau laiko, nei reikia perskaityti šią pastraipą.

Šerdis tampa tokia tanki, kad priešinasi bet kokiam tolesniam sugriuvimui, o daiktas, kuris patenka dideliu greičiu, trenkia į jį ir atsimuša. Susidūrimas išlaisvina visus tuos neutrinus. Jie nuneša energiją nuo branduolio griūties ir įkaitina visą įkritusią medžiagą milijardais laipsnių. Viskas, išskyrus neutronų šerdį, išskleidžiama milijonų kilometrų per valandą greičiu. Smūgio banga išstumia besiplečiančias šiukšles, o lengvesni elementai sulydomi į sunkesnius, įskaitant labai sunkius, tokius kaip auksas ir uranas. Tai atsitinka per pirmąsias penkiolika minučių.

Sprogimą mes vadiname a supernova, ir jis yra toks galingas, kad tam tikrą laiką jis yra toks ryškus kaip visa galaktika.

Neutronų žvaigždė
Jei sugriuvusios žvaigždės šerdis yra nuo 1,5 iki 3 kartų didesnis už Saulės masę, ji tampa a neutroninė žvaigždė. Nors jis turi didelę masę, atminkite, kad jo atomai sugriuvo, todėl jo spindulys yra tik apie 10 km. Tačiau šaukštelis jo medžiagos svertų milijardus tonų. Žvaigždė nebegali toliau žlugti, nes sandariai supakuoti neutronai veikia išorinę jėgą, vadinamą neutronų degeneracijos slėgis.

Greitai besisukanti neutroninė žvaigždė yra a pulsar. Sukdamasis, jis skleidžia elektromagnetinės spinduliuotės impulsus. Kiekvieną kartą pasukus mūsų kryptimi, galima aptikti radijo bangų sklidimo impulsą. Milisekundės pulsaras sukasi taip greitai, kad tarp impulsų yra tik milisekundė. Antraštės paveiksle esantis pulsaras yra milisekundės pulsaras, tačiau vienareikšmiškai jis skleidžia gama spinduliuotę.

Juodosios skylės
Jei šerdis yra masyvesnė nei maždaug tris kartus didesnė už Saulės masę, net degeneracijos slėgis negali sustabdyti griūties. Rezultatas yra a Juodoji skylė. Tai iš tikrųjų nėra skylė erdvėje, bet labai koncentruotos masės sunkumas suka erdvę. Jo sunkio jėga yra tokia stipri, kad greitis, reikalingas jam ištrūkti, yra didesnis nei šviesos greitis, todėl net šviesa negali ištrūkti.Nors nematome juodųjų skylių, kartais galime aptikti jų gravitacinį poveikį kitiems objektams.

Supernovos liekana
Masyvios žvaigždės šerdis baigiasi kaip neutroninė žvaigždė arba juodoji skylė, tačiau yra ir likusioji dalis - medžiaga, išsklaidyta iš žvaigždės sprogimo metu. Besiplečiantis dujų ir dulkių apvalkalas, kurį impulsuoja smūgio banga, vadinamas a supernovos liekana. Ten įvyko sunkiųjų elementų branduolio sintezė, o ji keliaudama praturtina erdvę tarp žvaigždžių šiais sunkiaisiais elementais. Be to, smūgio banga gali sukelti naujų žvaigždžių formavimąsi, o naujoms žvaigždėms bus naudingi palikti sunkieji elementai.

Vaizdo Instrukcijos: Roko Žvaigždės Mirtis | Hitman #6 (Balandis 2024).