Может ли Солнце вспыхнуть как новая или сверхновая звезда, почему?
Posted on 14.03.2018
Как взрывается (в основном) SN? В результате эволюции звезды и рядом красного гиганта, должен образоваться белый карлик массой около 1,39 массы Солнца и красный гигант притягивающий этот белый карлик. Пока карлик падает в красном гиганте, он поглощает вещество красного гиганта. При этом происходит сильнейший нагрев белого карлика. Как только масса карлика достигает величины 1, 43 масс Солнца, происходит термоядерный взрыв всего белого карлика — это и есть сверхновая. То есть и массы мало и нет красного гиганта рядом.
Ученые утверждают, что не может. Солнце в звездной квалификации занимает место в ряду желтых карликов, поэтому, чтобы коллапсировать (а именно это условие является обязательным для превращения звезды в новую или сверхновую), наше светило должно быть или в составе двойной системы, или иметь массу, по крайней мере, в восемь раз больше существующей.
В первом случае белый карлик попросту ворует вещество у соседней звезды и, достигнув определенной массы, взрывается. И так повторяется много раз. Это называется взрывом новой звезды. Сверхновые звезды взрываются однократно, выработав водород и гелий в реакциях синтеза. После этого стабильность звезды нарушается и происходит взрыв сверхновой. Но для этого, повторяю, исходная масса звезды должна быть почти на порядок выше.
Новая звезда — это тесная система из какой-либо звезды главной последовательности или красного гиганта с белым карликом, на который активно перетекает вещество второй звезды. Это вещество, богатое водородом, накапливается на поверхности белого карлика, сжимаясь до сверхвысоких давлений его тяготением и разогреваясь этом до миллионов градусов. При накоплении достаточного количества вещества начинается реакция синтеза, имеющая характер мощного термоядерного взрыва. Этот взрыв срывает с белого карлика накопленное на его поверхности вещество, образующее затем туманность, и накопление богатого водородом вещества возобновляется, чтобы вспышка произошла снова через несколько тысячелетий. Солнце не имеет спутника — белого карлика, поэтому вспышка новой ему не грозит.
Что же касается сверхновых, существует два их типа. Общее у них — это гравитационный коллапс, при котором в ядре звезды протоны и электроны превращаются в нейтроны, что резко снижает давление и дает возможность почти всему веществу звезды сжаться до размеров в десятки километров. При этом потенциальная гравитационная энергия звезды сразу переходит в тепло, завершая ее жизнь грандиозной вспышкой. Однако Солнце имеет совершенно недостаточную массу, чтобы плотность вещества в его недрах стала достаточной для нейтронизации, а звезды-компаньона, с которой на нее перетекала бы материя, у него тоже нет. Так что и как сверхновая Солнце не вспыхнет.
Источник
Что же такое загадочная сверхновая звезда?
В ночном небе вдруг вспыхивает ослепительно яркая звезда — ее не было всего несколько часов назад, но сейчас она горит как маяк.
Эта яркая звезда на самом деле уже не совсем звезда. Яркая точка света — это взрыв звезды, которая достигла конца своей жизни, и стала известна как сверхновая.
Сверхновые могут кратковременно затмевать целые галактики и излучать больше энергии, чем наше Солнце выработает за всю свою жизнь. Они также являются основным источником тяжелых элементов во Вселенной. Согласно НАСА, сверхновые являются «самым большим взрывом, который может произойти в космосе».
История наблюдений сверхновых
Различные цивилизации описывали сверхновые еще задолго до того, как был изобретен телескоп. Самая ранняя зарегистрированная сверхновая — RCW 86. Китайские астрономы наблюдали ее в 185 году нашей эры. Их записи показывают, что эта «новая звезда» оставалась на небе в течение восьми месяцев.
До начала 17 века, до того как стали доступны телескопы, по данным Британской энциклопедии было зарегистрировано семь сверхновых звезд.
То, что у нас известно сегодня как Крабовидная туманность, является остатком самой известной из этих сверхновых. Китайские и корейские астрономы зафиксировали в своих записях этот звездный взрыв в 1054 году. Юго-западные индейцы, возможно, тоже его видели (согласно наскальным рисункам, которые обнаружены в Аризоне и Нью-Мексико). Сверхновая, образовавшая Крабовидную туманность, была настолько яркой, что астрономы могли видеть ее даже днем.
Другие сверхновые, которые были обнаружены до того, как был изобретен телескоп, произошли в 393, 1006, 1181, 1572 (изучены знаменитым астрономом Тихо Браге) и в 1604 годах. Браге писал о своих наблюдениях за «новой звездой» в своей книге «De Stella Nova», что и породило название «новая». Новая отличается от сверхновой. Оба являются внезапными вспышками яркости, когда горячие газы вырываются наружу, но для сверхновой звезды этот взрыв является катастрофическим и означает конец жизни звезды.
Термин «сверхновая» не использовался до 1930-х годов. Первым его использовали Уолтер Бааде и Фриц Цвикки из Обсерватории Маунт-Вильсон, в связи со взрывоподобным событием, которое они наблюдали, названным S Andromedae (также известным как SN 1885A). Это событие произошло в галактике Андромеда. Они предположили, что сверхновые возникают, когда обычные звезды сталкиваются с нейтронными.
Одна из самых известных сверхновых — SN 1987A. Это случилось в 1987 году, и это событие все еще изучается астрономами, потому что они могут наблюдать, как сверхновая эволюционирует в первые несколько десятилетий после взрыва.
Смерть звезды
В среднем, сверхновая будет происходить примерно раз в 50 лет в галактике размером с Млечный Путь. Иными словами, звезда взрывается каждую секунду или близко в этому где-то во Вселенной, и поэтому многие из них находятся очень далеко от Земли. Около 10 миллионов лет назад кластер сверхновых создал «местный пузырь», размерами в 300 световых лет, область газа в межзвездной среде, которая окружает Солнечную систему.
Достоверно установлено, что смерть звезды зависит отчасти от ее массы. Наше Солнце, например, не имеет достаточной массы, чтобы взорваться как сверхновая (хотя новости для Земли есть и не очень хорошие, потому что как только Солнце истратит свое термоядерное топливо, возможно, через пару миллиардов лет, оно набухнет до состояния красного гиганта, который, вероятно, испарит наш мир, прежде чем постепенно охладится и станет белым карликом). Но при нужном количестве массы звезда может сгореть в огненном взрыве.
Звезда может стать сверхновой в одном из двух случаях:
- Сверхновая звезда типа I: звезда забирает вещество у своего соседа, пока не начнется взрывная ядерная реакция.
- Типовая сверхновая звезда:у звезды заканчивается ядерное топливо и она разрушается под собственной гравитацией.
Сверхновые типа II
Давайте сначала рассмотрим более захватывающий тип сверхновой — II. Для того, чтобы звезда взорвалась как сверхновая II типа, она должна быть в несколько раз более массивной, чем Солнце (оценки говорят о массах от 8 до 15 солнечных). Подобно Солнцу, в ней будет гореть водород, а затем гелий. У нее также будет достаточно массы и давления, чтобы синтезировать углерод. Вот что будет дальше:
- Постепенно более тяжелые элементы появляются в центре, и он станет слоистым, как лук, при этом элементы полегче будут расположены по массе в порядке убывания к внешней стороне звезды.
- Когда ядро звезды превзойдет некоторую массу (предел Чандрасекара), звезда взрывается (по этой причине эти сверхновые также известны как сверхновые ядра).
- Ядро нагревается и становится плотнее.
- В конце концов материя отскакивает от ядра, вытесняя звездный материал в космос, образуя сверхновую.
На месте взрыва остается сверхплотный объект, называемый нейтронной звездой, размером с город, который может содержать массу Солнца в небольшом пространстве.
Существуют подкатегории сверхновых типа II, классифицированные по их кривым блеска. Свет сверхновых типа II-L неуклонно снижается после взрыва, в то время как свет типа II-P остается устойчивым на некоторое время прежде, чем уменьшиться.Оба типа имеют линию водорода в спектрах.
Астрономы считают, что звезды, гораздо более массивные, чем Солнце (около 20-30 солнечных масс), не могут взорваться как сверхновая. Вместо этого они разрушаются, образуя черные дыры.
Сверхновые типа I
У сверхновых типа I отсутствует линия водорода в их спектрах.
Считается, что сверхновые типа Ia происходят от белых карликовых звезд в тесной двоичной системе. Когда газ от соседней звезды накапливается на белом карлике, тот постепенно сжимается и, в конечном счете, происходит быстрая ядерная реакция внутри, что в конечном итоге приводит к катастрофической вспышке сверхновой.
Астрономы используют сверхновые типа Ia для измерения космических расстояний, потому что, как считается, они пылают с одинаковой яркостью на своих пиках.
Сверхновые типа Ib и Ic также претерпевают крах ядра, как и сверхновые типа II, но теряют при этом большую часть своих внешних оболочек из водорода.
Источник
Взорвётся ли наше Солнце как сверхновая?
Продолжаем отвечать на вопросы подписчиков.
Здравствуйте. Спасибо за интересный канал! Прочитал вашу статью о красном гиганте Бетельгейзе и о том, что он в ближайшем будущем взорвётся как сверхновая. Я читал, что Солнце также в будущем будет красным гигантом. Значит ли это что и Солнцу тоже суждено в будущем стать сверхновой. Спасибо.
Подобные вопросы, на самом деле поступают довольно часто. Что же, давайте разбираться вместе в том, какая судьба ждёт наше Солнце.
Мы знаем, что звёзды не вечны. Они рождаются и умирают. В том числе и звёзды подобные нашему Солнцу. Огромное облако газа и пыли коллапсирует в звезду, вещество внутри звезды уплотняется, повышается давление и температура и в центре звезды начинаются термоядерные реакции в ходе которых водород превращается в гелий с выделением энергии.
При этом звезда достигает состояния гидростатического равновесия : баланса между гравитацией и давлением. Гравитация стремится все сильнее сжать звезду, а давление стремится расширить её.
Со временем когда водород в звезде выгорает полностью у звезды образуется т.н. водородный слоевой источник энергии. Количество выделяемой энергии значительно повышается и звезда начинает быстро расти в размерах становясь красным гигантом, так как давление начинает преобладать над гравитацией.
Также со временем в ядре звезды начинается горение гелия и когда оно заканчивается звезда сбрасывает внешние слои вещества оставляя после себя красивую планетарную туманность c белым карликом в центре. За короткое по астрономическим меркам время планетарная туманность рассеивается обогащая межзвёздную более тяжелыми элементами появившимися в результате термоядерного синтеза. В последствии это вещество может участвовать в формировании новых звёзд. Именно такая судьба ждёт наше Солнце через примерно 5-6 миллиардов лет.
Иными словами, нет, наше Солнце не взорвётся как сверхновая. Этого не произойдёт так как для этого у нашего Солнца недостаточна масса. Чтобы наше Солнце имело шансы взорваться как сверхновая его масса должна была бы быть как минимум в 8 раз больше.
В этом случае происходит мощный взрыв, сопровождаемый выбросом вещества внешних слоёв звезды в окружающее её межзвёздное пространство. В центре остаётся нейтронная звезда. Такая судьба ждёт, например, Бетельгейзе. А если бы масса звезды была больше 40 масс Солнца, то после взрыва сверхновой осталась бы чёрная дыра.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник
Сверхновая звезда
Сверхновая звезда, или взрыв сверхновой — процесс колоссального взрыва звезды в конце ее жизни. При этом освобождается огромная энергия, а светимость возрастает в миллиарды раз. Оболочка звезды выбрасывается в космос, образуя туманность. А ядро сжимается настолько, что становится либо нейтронной звездой, либо чёрной дырой.
Химическая эволюция вселенной протекает именно благодаря сверхновым. Во время взрыва в пространство выбрасываются тяжелые элементы, образующиеся во время термоядерной реакции при жизни звезды. Далее из этих остатков формируются протозвёзды с планетарными туманностями, из которых в свою очередь образуются звёзды с планетами.
Так же возникла и Земля, все вещество которое нас окружает и из которого мы состоим, зародилось в недрах звёзд, еще до образования Солнца.
Как происходит взрыв
Как известно, звезда выделяет огромную энергию благодаря термоядерной реакции, происходящей в ядре. Термоядерная реакция — это процесс превращения водорода в гелий и более тяжелые элементы с выделением энергии. Но вот когда водород в недрах заканчивается, верхние слои звезды начинают обрушиваться к центру. После достижения критической отметки вещество буквально взрывается, всё сильнее сжимая ядро и унося верхние слои звезды ударной волной.
В довольно малом объеме пространства образуется при этом столько энергии, что часть ее вынуждено уносить нейтрино, у которой практически нет массы.
Сверхновая типа Ia
Этот вид сверхновых рождается не из звезд, а из белых карликов. Интересная особенность — светимость всех этих объектов одинакова. А зная светимость и тип объекта, можно вычислить его скорость по красному смещению. Поиск сверхновых типа Ia очень важен, ведь именно с их помощью обнаружили и доказали ускоряющееся расширение вселенной.
Возможно, завтра они вспыхнут
Существует целый список, в который включены кандидаты в сверхновые звёзды. Конечно, достаточно сложно определить, когда именно произойдет взрыв. Вот ближайшие из известных:
- IKПегаса. Двойная звезда расположена в созвездии Пегас на удалении от нас до 150 световых лет. Её спутник – массивный белый карлик, который уже перестал производить энергию посредством термоядерного синтеза. Когда главная звезда превратится в красный гигант и увеличит свой радиус, карлик начнёт увеличивать массу за счёт неё. Когда его масса достигнет 1,44 солнечной, может произойти взрыв сверхновой.
- Антарес. Красный сверхгигант в созвездие Скорпиона, от нас до него 600 световых лет. Компанию Антаресу составляет горячая голубая звезда.
- Бетельгейзе. Подобный Антаресу объект, находится в созвездии Орион. Расстояние до Солнца от 495 до 640 световых лет. Это молодое светило (около 10 миллионов лет), но считается, что оно достигло фазы выгорания углерода. Уже в течение одного-двух тысячелетий мы сможем полюбоваться взрывом сверхновой.
Влияние на Землю
Сверхновая звезда, взорвавшись поблизости, естественно, не может не повлиять на нашу планету. Например, Бетельгейзе, взорвавшись, увеличит яркость примерно в 10 тысяч раз. Несколько месяцев звезда будет иметь вид сияющей точки, по яркости подобной полной Луне. Но если какой-либо полюс Бетельгейзе будет обращён на Землю, то она получит от звезды поток гамма-лучей. Усилятся полярные сияния, уменьшится озоновый слой. Это может оказать очень негативное влияние на жизнь нашей планеты. Всё это только теоретические расчёты, каким же фактически будет эффект взрыва этого супергиганта, точно сказать нельзя.
Смерть звезды, так же, как и жизнь, иногда бывает очень красивой. И пример тому – сверхновые звёзды. Их вспышки мощны и ярки, они затмевают все светила, что расположены рядом.
Источник