Supernovae katastrofala explosioner av jätte stjärnor

Supernovaer är de mest destruktiva saker som kan hända med stjärnor som är mer massiva än solen. När dessa katastrofala explosioner inträffar släpper de tillräckligt med ljus för att överblickar galaxen där stjärnan fanns. DET äR mycket av energi som frigörs i form av synligt ljus och annan strålning! De kan också blåsa isär stjärnan.

Det finns två kända typer av supernovaer. Varje typ har sina egna speciella egenskaper och dynamik. Låt oss ta en titt på vad supernovaer är och hur de kommer till i galaxen. 

Typ I Supernovae

För att förstå en supernova är det viktigt att veta några saker om stjärnor. De tillbringar större delen av sina liv genom att genomgå en aktivitetsperiod som kallas att vara i huvudsekvensen. Det börjar när kärnfusion antänds i den stellar kärnan. Det slutar när stjärnan har uttömt väte som krävs för att upprätthålla den fusionen och börjar smälta tyngre element.

När en stjärna lämnar huvudsekvensen bestämmer massan vad som händer därefter. För supernovaer av typ I, som förekommer i binära stjärnsystem, går stjärnor som är ungefär 1,4 gånger massan av vår sol genom flera faser. De går från att smälta väte till smälta helium. Vid den tidpunkten är kärnan i stjärnan inte vid tillräckligt hög temperatur för att smälta kol, och därför går den in i en superröd-gigantisk fas. Stjärnans yttre hölje sprids långsamt i det omgivande mediet och lämnar en vit dvärg (den kvarvarande kol / syrekärnan i den ursprungliga stjärnan) i mitten av en planetnebulosa.

I grund och botten har den vita dvärgen ett starkt gravitationskraft som lockar material från sin följeslagare. Det "stjärna grejer" samlas in på en disk runt den vita dvärgen, känd som en ackretionsskiva. När materialet byggs upp faller det på stjärnan. Det ökar den vita dvärgens massa. Så småningom, när massan ökar till cirka 1,38 gånger massan av vår sol, bryter stjärnan ut i en våldsam explosion känd som en typ I-supernova.

Det finns vissa variationer på detta tema, till exempel sammanslagningen av två vita dvärgar (istället för att materialet förvärvas från en huvudsekvensstjärna till dess dvärgkompis).

Supernovaer av typ II

Till skillnad från supernovaer av typ I händer typ II-supernovaer med mycket massiva stjärnor. När ett av dessa monster når slutet av sitt liv går saker snabbt. Medan stjärnor som vår sol inte kommer att ha tillräckligt med energi i sina kärnor för att upprätthålla fusion förbi kol, kommer större stjärnor (mer än åtta gånger massan av vår sol) så småningom att smälta samman element upp till järn i kärnan. Järnfusion tar mer energi än stjärnan har tillgängligt. När en sådan stjärna försöker smälta järn, är ett katastrofalt slut oundvikligt.

När fusionen upphör i kärnan kommer kärnan att dras samman på grund av den enorma tyngdkraften och den yttre delen av stjärnan "faller" på kärnan och återhämtar sig för att skapa en massiv explosion. Beroende på kärnans massa blir den antingen en neutronstjärna eller svart hål.

Om kärnans massa är mellan 1,4 och 3,0 gånger solens massa, blir kärnan en neutronstjärna. Detta är helt enkelt en stor boll av neutroner, packade väldigt tätt tillsammans av tyngdkraften. Det händer när kärnan samarbetar och genomgår en process som kallas neutronisering. Det är där protonerna i kärnan kolliderar med mycket energi med hög energi för att skapa neutroner. När detta händer stivnar kärnan och skickar chockvågor genom materialet som faller ned på kärnan. Det yttre materialet i stjärnan drivs sedan ut i det omgivande mediet och skapar supernova. Allt detta händer mycket snabbt.

Skapa ett stjärnigt svart hål

Om massan på den döende stjärnkärnan är större än tre till fem gånger solens massa, kommer kärnan inte att kunna stödja sin egen enorma tyngdkraft och kommer att kollapsa i ett svart hål. Denna process kommer också att skapa chockvågor som driver material in i det omgivande mediet och skapar samma typ av supernova som den typ av explosion som skapar en neutronstjärna.

I båda fallen, oavsett om en neutronstjärna eller ett svart hål skapas, lämnas kärnan kvar som en rest av explosionen. Resten av stjärnan blåses ut till rymden och sätter i närheten rymden (och nebulosor) med tunga element som behövs för bildandet av andra stjärnor och planeter. 

Key Takeaways

• Supernovaer finns i två smaker: typ 1 och typ II (med subtyper som Ia och IIa). 
• En supernovaexplosion blåser ofta en stjärna isär och lämnar en massiv kärna.
• Vissa supernovaexplosioner resulterar i skapandet av svarta hål i stjärnmassa. 
• Stjärnor som solen dör INTE som supernovaer. 

Redigerad och uppdaterad av Carolyn Collins Petersen.