מותו של כוכב ענק

• מאי 19, 2024

כוכבים מאסיביים נולדים באותו אופן כמו כוכבים קטנים יותר כמו השמש. כוח המשיכה גורם לענן של גז להתמוטט עד שהוא מספיק צפוף וחם מספיק כדי להתחיל שריפת מימן. זה היתוך גרעיני של אטומי מימן ליצירת אטומי הליום. הכוח החיצוני של האנרגיה מהתגובות הגרעיניות מאזן את משיכת הכובד. כוכב כמו השמש לא ייגמר לו הדלק במשך מיליארדי שנים, אבל כוכב מסיבי נשרף באורח קל ועובר את הדלק שלו בשבריר מהזמן.

נוקלאוזינתזה מהממת
כשאזל בכוכב דלק מימן, הליבה מתכווצת. זה מייצר חום, אולי מספיק כדי להתחיל שריפת הליום. זה קורה בכוכבים דמויי שמש, כמו גם כוכבים מסיביים יותר מהשמש. למרות שהליבה מתכווצת, השכבות החיצוניות מתרחבות. כוכבים דמויי שמש מתנפחים פנימה ענקים אדומים וכוכבים מסיביים לתוכם ענקיות אדומות.

אך כאשר ההליום מנוצל עד תום, האיחוי נגמר לכוכבים שהמסה שלהם היא פי 0.5 עד 8 ממסת השמש. מכיוון שללא היתוך אין כוח חיצוני לריסון כוח המשיכה, הכוכב קורס לכדי ננס לבן.

וכוכבי המונים גבוהים - מה קורה להם? מכיוון שהם מסיביים יותר, הם שורפים חם יותר. היתוך הליום מייצר פחמן וחמצן, וכוכב מאסיבי מסוגל אז להמיס את האטומים הכבדים הללו כדי לייצר אותם אפילו יותר כבדים. הם יכולים לעבור כמה מחזורים כאלה עד שהכוכב יתמזג סיליקון לברזל ויגמר בליבת ברזל. התהליך של מיזוג אלמנטים קלים יותר לכבדים יותר מכונה נוקלאוזינתזה מהממים.

כאשר לכוכב יש ליבת ברזל, זה הסוף. אתה לא יכול למזג ברזל כדי לשחרר אנרגיה. הכבידה סוף סוף מנצחת. בלי שום דבר שיעצור זאת, הכוכב מתמוטט בצורה מרהיבה ביותר.

קצת על אטומים
לפני שנמשיך בסיפור, עלינו לציין כמה עובדות על אטומים.

• לאטום יש א גרעין עשוי מ פרוטונים (עם חיוב חיובי) ו נויטרונים (שהם ניטרליים).


• סביב הגרעין נמצא ענן של הקפות אלקטרונים עם חיובים שליליים.


• הגרעין קטן מאלפי פעמים מהאטום כולו.


• למרות שהאלקטרונים הם בני נוער בהשוואה לפרוטונים והנויטרונים, מסלוליהם גדולים.


• חומר רגיל עשוי אטומים שהם בעיקר שטח ריק - זה נראה מוצק מכיוון שהאלקטרונים מסתובבים כל כך מהר.

אבל מה אם היינו יכולים למחוץ את האלקטרונים לגרעין ולהיפטר מכל החלל הזה?

הכוכב קורס
יש כל כך הרבה חומר בכוכב המתמוטט עד שהליבה לא מסתיימת כגמד לבן. הוא קורס כל כך באלימות, עד שהאלקטרונים של האטומים שלו נדחפים לגרעין. שם הם מגיבים עם הפרוטונים לייצור נויטרונים ו נייטרינים. (נייטרינו הם חלקיקים תת-אטומיים קטנים במיוחד ללא מטען חשמלי וכמעט ללא מסה.) הליבה עשויה כעת מנוטרונים והיא צפופה להפליא. כל זה קורה בשבריר שנייה - הרבה פחות זמן מכפי שנדרש לקרוא את הפסקה הזו.

הגרעין הופך להיות כל כך צפוף שהוא מתנגד לכל קריסה נוספת, והעניין שנפל במהירות גבוהה פוגע בו ומקפץ. ההתנגשות משחררת את כל אותם נייטרינים. הם גוררים את האנרגיה מקריסת הליבה ומחממים את כל החומר המפרץ למיליארדי מעלות. הכל חוץ מליבת הנויטרונים מושלכת במהירות של מיליוני קמ"ש. גל הלם דוחף את הפסולת המתרחבת, ואלמנטים קלים יותר מתמזגים לכאלה כבדים יותר, כולל אלה כבדים מאוד כמו זהב ואורניום. זה קורה בחמש עשרה הדקות הראשונות.

אנו מכנים את הפיצוץ א סופרנובהוזה כל כך עוצמתי שלפעמים הוא מואר כמו גלקסיה שלמה.

כוכב ניטרונים
אם גרעין הכוכב שהתמוטט הוא בין פי 1.5 לשלושה מסת מסת השמש, הוא הופך להיות כוכב ניטרונים. למרות שיש לו מסה רבה, זכרו שהאטומים שלהם קרסו, ולכן הרדיוס שלו הוא רק כ -10 ק"מ (6 מייל). עם זאת כפית גדושה מהעניין שלה תשקל מיליארדי טונות. הכוכב לא יכול להתמוטט עוד יותר מכיוון שהנויטרונים העמוסים בחוזקה מפעילים כוח כלפי חוץ הנקרא לחץ ניוון נויטרונים.

כוכב נויטרונים המסתובב במהירות הוא פולסר. בזמן שהוא מסתובב הוא פולט פולסים של קרינה אלקטרומגנטית. בכל פעם שהוא מסתובב לכיוון שלנו, ניתן לאתר דופק של פליטת רדיו. פולסאר אלפיות השנייה מסתובב כל כך מהר שיש רק אלפיות השנייה בין הקטניות. הפולסאר בתמונת הכותרת הוא פולסאר של אלפיות השנייה, אך באופן ייחודי הוא פולט קרינת גמא.

חורים שחורים
אם הגרעין הוא מסיבי יותר מכשל פי שלושה ממסת השמש, אפילו לחץ הניוון לא יכול לעצור את הקריסה. התוצאה היא א חור שחור. זה לא בעצם חור בחלל, אבל כוח המשיכה של המסה המרוכזת מאוד מסובב את החלל. כוח המשיכה שלו כה חזק שהמהירות הנדרשת כדי לברוח ממנו גדולה ממהירות האור, כך שאפילו האור לא יכול לברוח.למרות שאיננו יכולים לראות חורים שחורים, אנו יכולים לפעמים לזהות את השפעות הכבידה שלהם על עצמים אחרים.

שריד סופרנובה
ליבה של כוכב מסיבי מסתיים ככוכב נויטרונים או חור שחור, אך יש גם את שאר העניין, החומר שגורש מהכוכב בפיצוץ. מעטפת הגז והאבק המתרחבת, מונעת על ידי גל הלם, נקראת א שריד סופרנובה. זה המקום בו התרחשה נוקלאוזינתזה של יסודות כבדים, וכשזו נעה היא מעשירה את המרחב בין הכוכבים עם היסודות הכבדים האלה. בנוסף, גל ההלם עשוי לעורר היווצרות כוכבים חדשה, והכוכבים החדשים ייהנו מהיסודות הכבדים שנותרו מאחור.

הוראות וידאו: The Last Light Before Eternal Darkness – White Dwarfs & Black Dwarfs (מאי 2024).