Smrt masivne zvijezde

• Svibanj 3, 2024

Masivne zvijezde rađaju se na isti način kao i manje zvijezde poput Sunca. Gravitacija čini oblak plinovitog kolapsa dok nije dovoljno gust i vruć da se pokrene izgaranje vodika, Ovo je nuklearna fuzija vodikovih atoma da bi se stvorili atomi helija. Vanjska sila energije iz nuklearnih reakcija uravnotežuje potez gravitacije. Zvijezdi poput Sunca neće ostati bez goriva nekoliko milijardi godina, ali masivna zvijezda žarko sagorijeva i provodi se kroz gorivo u djeliću vremena.

Zvjezdana nukleosinteza
Kad zvijezdi ponestane vodikovog goriva, jezgro se smanjuje. To proizvodi toplinu, možda dovoljno da započne sagorijevanje helija. To se događa u zvijezdama nalik suncu, kao i u zvijezdama masivnijim od Sunca. Iako se jezgra ugovara, vanjski se slojevi šire. Sunčane zvijezde se uranjaju crveni divovi i masivne zvijezde u crveni superjunaci.

Ali kada se helij potroši, fuzija je gotova za zvijezde čija je masa od 0,5 do 8 puta veća od Sunčeve mase. Budući da bez fuzije nema vanjske sile koja bi ograničila gravitaciju, zvijezda se kolabira u a bijeli patuljak.

A zvijezde visoke mase - što se s njima događa? Budući da su masivniji, oni gori gori. Fuzija helija stvara ugljik i kisik, a masivna zvijezda može te teške atome spojiti i proizvesti još teže. Oni mogu proći kroz nekoliko takvih ciklusa sve dok zvijezda ne ulije silicij u željezo i ne završi željeznom jezgrom. Postupak spajanja lakših elemenata u teže, poznat je pod nazivom zvjezdana nukleosinteza.

Kad zvijezda ima željeznu jezgru, to je kraj. Ne možete osigurati željezo da biste oslobodili energiju. Gravitacija napokon pobjeđuje. Bez ičega što bi ga zaustavilo, zvijezda se ruši na najspektakularniji način.

Malo o atomima
Prije nego što nastavimo priču, moramo zabilježiti nekoliko činjenica o atomima.

• Atom ima jezgra napravljen od protoni (s pozitivnim nabojem) i neutroni (koji su neutralni).


• Oko jezgre je oblak u orbiti elektroni s negativnim nabojima.


• Jezgro je tisuću puta manje od cijelog atoma.


• Iako su elektroni gipki u usporedbi s protonovima i neutronima, njihove orbite su velike.


• Obična materija se sastoji od atoma koji su uglavnom prazan prostor - čini se čvrstim, jer se elektroni tako brzo kreću.

Ali što ako bismo mogli usitniti elektrone u jezgru i riješiti se cijelog tog prostora?

Zvijezda propada
U zvijezdi koja se urušava toliko je materije da jezgra ne završava poput bijelog patuljka. Raspada se tako silovito da se elektroni njegovih atoma guraju u jezgru. Tamo reagiraju s protonima kako bi proizveli neutrone i neutrini, (Neutrini su izrazito male subatomske čestice bez električnog naboja i gotovo nikakve mase.) Jezgra je danas sastavljena od neutrona i nevjerojatno je gusta. Sve se to događa u djeliću sekunde - mnogo manje vremena nego što je potrebno za čitanje ovog odlomka.

Jezgra postaje toliko gusta da se opire bilo kakvom daljnjem urušavanju, a materija koja padne velikom brzinom ju udari i odskače. Sudar oslobađa sve one neutrine. Oni nose energiju iz kolapsa jezgre i zagrijavaju sav padajući materijal na milijarde stupnjeva. Sve osim neutronske jezgre se gasi brzinom od milijun kilometara na sat. Šokni val probija se kroz krhotine koje se šire, a lakši elementi se spajaju u teže, uključujući vrlo teške poput zlata i urana. To se događa u prvih petnaestak minuta.

Eksploziju nazivamo a supernova, i toliko je moćan da je jedno vrijeme sjajan kao cijela galaksija.

Neutronska zvijezda
Ako je jezgra srušene zvijezde između 1,5 i 3 puta veća od Sunčeve mase, postaje a neutronska zvijezda, Iako ima veliku masu, imajte na umu da su se njegovi atomi urušili, pa je njegov radijus samo oko 10 km (6 milja). Ipak, jedna bi čajna žličica njegove tvari težila milijardu tona. Zvijezda se više ne može raspasti jer čvrsto nabijeni neutroni djeluju na vanjsku silu zvanu tlak degeneracije neutrona.

Brzo rotirajuća neutronska zvijezda je pulzar, Dok se vrti, emitira impulse elektromagnetskog zračenja. Svaki put kada se okrene u našem smjeru može se detektirati impuls radio-emisije. Milisekundi puls vrti se tako brzo da između impulsa postoji samo milisekunda. Pulsar na slici zaglavlja je milisekunda pulsar, ali jedinstveno emitira gama zračenje.

Crne rupe
Ako je jezgra masivnija od oko tri puta veća od Sunčeve mase, čak ni pritisak degeneracije ne može zaustaviti kolaps. Rezultat je a Crna rupa, To zapravo nije rupa u svemiru, ali gravitacija visoko koncentrirane mase uvija prostor. Njegova je gravitacija toliko jaka da je brzina potrebna za bijeg iz nje veća od brzine svjetlosti, pa ni svjetlost ne može pobjeći.Iako ne možemo vidjeti crne rupe, ponekad možemo otkriti njihove gravitacijske učinke na druge objekte.

Ostatak supernove
Jezgra masivne zvijezde završava poput neutronske zvijezde ili crne rupe, ali tu je i ostatak materije, materijala izbačenog iz zvijezde u eksploziji. Školjka koja se širi od plina i prašine, poticana udarnim valom, naziva se a ostatak supernove, Tu se dogodila nukleosinteza teških elemenata, a kako putuje, obogaćuje prostor između zvijezda s tim teškim elementima. Uz to, udarni val može pokrenuti stvaranje novih zvijezda, a nove će zvijezde imati koristi od teških elemenata koji su zaostali.

Upute Video: Košarkaški fanovi širom svijeta oplakuju smrt NBA zvijezde (Svibanj 2024).