Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Вопрос про сверхновую, а именно перед тем, как бабахнуть, что происходит?  (Прочитано 5654 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн DiverHunterАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 399
  • Рейтинг: +5/-0
    • Show only replies by DiverHunter
Здравствуй, дорогой астроном. Расскажи пожалуйста, что происходит со звездой перед тем, как она взорвётся и превратится в сверхновую.
Искренне твой, DiverHunter.
...кто-то в лесу наступит на мину. Следи за собой, будь осторожен...

Оффлайн AAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 3 533
  • Рейтинг: +82/-10
    • Show only replies by AAV
Существует теоретические моделей взрыва сверхновой.
Один из видов сверхновых типа Ia — результат внезапной ядерной детонации звезды
1 Более массивная из двух звезд солнечного типа, исчерпав свое топливо, превращается в белый карлик
2 Белый карлик захватывает газ, теряемый соседкой, и приближается к критической массе
3 «Пламя» неуправляемых ядерных реакций возгорается в турбулентном ядре карлика
4 Пламя устремляется наружу, превращая углерод и кислород в никель
5 За несколько секунд карлик полностью разрушается. Затем еще несколько недель радиоактивный никель распадается, вызывая свечение остатков звезды
Сверхновые другого рода образуются при сжатии звезд с массами более 8 масс Солнца. Они относятся к типам Ib, Ic или II, в зависимости от наблюдаемых особенностей
1 Массивная звезда в конце жизни имеет слоистую структуру
2 Железо не участвует в ядерном синтезе, поэтому в ядре не выделяется тепло. Газовое давление падает, и лежащее выше вещество устремляется вниз
3 За секунду ядро сжимается и превращается в нейтронную звезду. Падающее вещество отскакивает от нейтронной звезды и создает ударную волну
4 Нейтрино вырывается из новорожденной нейтронной звезды, неравномерно подталкивая наружу ударную волну
5 Ударная волна проносится по звезде, разрывая ее на части
Сверхновые звезды
КАК ВЗОРВАТЬ ЗВЕЗДУ
 


Оффлайн DiverHunterАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 399
  • Рейтинг: +5/-0
    • Show only replies by DiverHunter
Ага, теперь понятно
« Ответ #2 : 02 Авг 2007 [19:51:08] »
AAV, благом дарю за ответ. Очень интересно. Вот только не понял я из тех рассказов, можно ли как-то предсказать, что звезда скоро бабахнет? Например если пристально наблюдать за ней? Будут на Земле заметны изменения в её поведении? Например если она совсем недалеко находится, в числе ближайших.
За дилетантизм сильно не бейте плз. Я вообще интересующийся некоторыми космическими вопросами, а щас вот собираюсь написать фантастический рассказ. Для него и нужно кое-что про сверхновую разузнать. Должно интересно получиться  ;)
...кто-то в лесу наступит на мину. Следи за собой, будь осторожен...

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Рейтинг: +0/-0
    • Show only replies by Knox
читал у шкловского о таких гипотезах:
1) если вещество ядра звезды находится в состоянии вырожденного электронного газа а мантия содержит много лёгких элементов,  то при достижении определённого значения температуры интенсивно происходят реакции синтеза лёгких элементов(например С12+Не4=О16+гамма квант), в какойто определённый момент может случиться так, что ядерное горючее данного типа почти целиком выгорает а полноценному запуску синтеза из более тяжёлых элементов мешает потенциальынй барьер, температура уменьшается, следственно плотность в ядре увеличиваются, если катастрофическое сжатие ядра звезды происходит за время ,меньшее чем нужное для "спокойной" перестройки оболочкой своей структуры, могут произойти многочисленные(лавинные) K(L и М) захваты протонами электронов, давление внутри ядра скачкообразно уменшается и вещество мантии рушится на ядро почти в свободном падении, при этом очень сильно разогреваясь при очень высоких температурах веществу мантии присуща взрывная неустойчивость по причине очень быстро протекающих реакций C12+C12=Ne20+He4, C12+C12=Na23+p и аналогичных реакций для О16, Ne20  и др. лёгких эл-тов, характерное время для протекания таких реакций около 1 секунды, а удельный выход энергии 5*10^17 эрг\г, еслибы взорвалась масса такого вещества равная 0.1 массы солнца, то выделилось бы 10^50 эрг энергии, что уже близко к энерговыделению во время вспышек сверхновых I типа
2) гипотезы о т.н "холодильниках":
2.1) при температурах порядка нескольких миллиардов градусов в звезде с железным ядром(железо имеет самый большой коэффициент упаковки)по гипотезе выдвинутой Хойлом и Фаулером возможна лавинная диссоциация ядер железа на альфа-частицы и нейтроны с огромным поглощением энергии, из каждого ядра железа получается 13 альфа-частиц и 4 нейтрона, таким образом дальнейший рост температуры прекратиться, а остановка сжимающегося ядра звезды как раз и создаст благоприятные условия для детонации "порохового погреба" из лёгких элементов, эта теория должна быть присуща вспышкам сверхновых II типа
2.2) известно что при температуре в пол миллиарда градусов нейтринное излучение звезды превосходит фотонное, когда температура сжимающегося ядра достигнет 40 миллиардов градусов а плотность 3*10^11 г\см^3 возникнет такая ситуация: ядро звезды перестанет быть прозрачным для нейтрино(и антинейтрино), последние будут поглощаться протонами и нейтронами v- + p = n + e+ , v + n = p + e- , тем самым нейтринный "холодильник" выключается, резко поднимается температура ядра, а процесс сжатия сильно замедляется, по видимому сжатие прекращается когда его плотность достигает 3*10^13 г\см^3, а температура превосходит 100 млрд градусов, падающая на центр звезды оболочка останавливается, быстро нагревается и лёгкие элементы взрываются, заметим ещё, что сжатие ядра может остановится и по причине вращения звезды

насчёт прогнозов вспышек сверхновых, мне кажется что о точном времени вспышки мы можем судить с громадной погрешностью и в очень больших временных диапазонах, нужен ворох статистического материала и адекватные математические модели для его компьютерной обработки

Оффлайн AAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 3 533
  • Рейтинг: +82/-10
    • Show only replies by AAV
Вот только не понял я из тех рассказов, можно ли как-то предсказать, что звезда скоро бабахнет? Например если пристально наблюдать за ней? Будут на Земле заметны изменения в её поведении?
Предсказать точно о врыве сверхновой нельзя, Есть интересная статья на Астронете  Загадочная Эта Киля  и тема Кандидаты в сверхновые

Оффлайн DiverHunterАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 399
  • Рейтинг: +5/-0
    • Show only replies by DiverHunter
Knox, спаси Бог за интересный рассказ. Насколько я понял, условия для взрыва сверхновой зреют медленно и малозаметно (по крайней мере издалека), но потом всё происходит лавинообразно и достаточно быстро, со счётом времени на секнды - десятки секунд?
Интересно, если бы астрономы наблюдали пристально и целенаправленно за какой-то звездой, они смогли бы предсказать её взрыв? Или даже в этом случае погрешность  прогноза была бы слишком велика?
Статьи вечером изучу, щас надо на работу выдвигаться, а не хочется...
...кто-то в лесу наступит на мину. Следи за собой, будь осторожен...

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Рейтинг: +0/-0
    • Show only replies by Knox
Knox, спаси Бог за интересный рассказ. Насколько я понял, условия для взрыва сверхновой зреют медленно и малозаметно (по крайней мере издалека), но потом всё происходит лавинообразно и достаточно быстро, со счётом времени на секнды - десятки секунд?

вы чертовски правы, звезда эволюционирует чрезвычайно медленно, а в момент взрыва (где происходит падение вещества) счёт идёт на десятки секунд а иногда на десятые доли секунды :)

Цитировать
Интересно, если бы астрономы наблюдали пристально и целенаправленно за какой-то звездой, они смогли бы предсказать её взрыв? Или даже в этом случае погрешность  прогноза была бы слишком велика?
Статьи вечером изучу, щас надо на работу выдвигаться, а не хочется...

даже при пристальном и длительном наблюдении погрешность чудовищна, ведь модели внутреннего строения звёзд далеки от идеала, чтобы рассчитывать параметры сжатия ядра звезды нужно учитывать множество факторов, например таких как скорость вращения звезды и напряжённость магнитного поля, наличие или отсуствие перемешивания вещества и т.д.
« Последнее редактирование: 04 Авг 2007 [00:44:40] от Knox »

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 797
  • Рейтинг: +189/-65
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Show only replies by dims
    • Мой блог
Я думаю, что в принципе, предсказать взрыв можно, просто неизвестно, как. Дело в том, что, насколько я знаю, ещё не разу не было, чтобы звезду наблюдали до взрыва. Всегда спохватывались только потом. Поэтому просто нет достаточного количества данных, что там происходит перед взрывом. Может быть, какие-нибудь нейтринные потоки повышаются или ещё что...
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн yvar

  • *****
  • Сообщений: 1 494
  • Рейтинг: +12/-0
  • psyche is energy of atom (indivisible)
    • Show only replies by yvar
    • WorkMans
Re: Ага, теперь понятно
« Ответ #8 : 04 Авг 2007 [04:03:35] »
Я вообще интересующийся некоторыми космическими вопросами, а щас вот собираюсь написать фантастический рассказ. Для него и нужно кое-что про сверхновую разузнать. Должно интересно получиться  ;)
а где рассказ почитать можно будет? :)
If to stand upside down, the earth will be flat, and the sky will be voluminous

Оффлайн yvar

  • *****
  • Сообщений: 1 494
  • Рейтинг: +12/-0
  • psyche is energy of atom (indivisible)
    • Show only replies by yvar
    • WorkMans
скажите кто-нибудь, возможно ли теоритически золотое ядро у звезды? :) просто интересно
If to stand upside down, the earth will be flat, and the sky will be voluminous

Оффлайн DiverHunterАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 399
  • Рейтинг: +5/-0
    • Show only replies by DiverHunter
Рассказишко
« Ответ #10 : 04 Авг 2007 [08:28:26] »
Yvar, рассказ в сеть выкладывать не планирую, но могу прислать по Емеле, когда будет готов. Я вот в 2005 году накарябал рассказик для конкурса AMD, который был объявлен в майском номере журнала Мир ПК за 2005 год, и выиграл в том конкурсе главный приз - системный блок, на коем щас и печатаю. Результ того конкурса есть в номере 9 за 2005 год. А до того в фантастическом жанре себя ни разу не пробовал. Вот и подумалось мне, что раз там неплохо получилось, то и здесь вполне возможно такое. А замысел как раз на сверхновой построен.
А на счёт наблюдений за звездой я подумал, что вот даже про Солнце ещё очень многое неизвестно, в особенности что находится внутри. А уж далёкие звёзды как трудно изучать! А усложняется всё их большим количеством. Вот было бы их на небе штук 5-6, проще было бы намного.
...кто-то в лесу наступит на мину. Следи за собой, будь осторожен...

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 117
  • Рейтинг: +509/-52
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Show only replies by Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Рассказишко
« Ответ #11 : 04 Авг 2007 [09:02:50] »
А уж далёкие звёзды как трудно изучать! А усложняется всё их большим количеством. Вот было бы их на небе штук 5-6, проще было бы намного.

Если бы звезд было 5-6, мы бы про них, скорее всего, мало что знали. Не было бы у нас, например, диаграммы Герцшпрунга-Рессела. Так что все упрощается большим количеством звезд, а не усложняется.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Рейтинг: +0/-0
    • Show only replies by Knox
скажите кто-нибудь, возможно ли теоритически золотое ядро у звезды? :) просто интересно

насколько я проинформирован - самый тяжёлый элемент, который может синтезироваться звездой это Висмут(порядковый номер 83), у Золота порядковый номер 79, синтез этот обусловлен так называемым s-процессом (s - slow) присоединения нейтронов к тяжёлым ядрам, причём если присоединённый нейтрон превратится в протон ранее чем ядро захватит ещё один

по моему мнению золото может содержатсья в некотором количестве в веществе звезды, но его в ядре будет куда как меньше чем железа или кремния

Оффлайн Axon

  • ***
  • Сообщений: 162
  • Рейтинг: +5/-4
  • @(°_°)@
    • Skype - n-nikiforov
    • Show only replies by Axon
Цитировать
самый тяжёлый элемент, который может синтезироваться звездой это Висмут(порядковый номер 83)
Откуда вы это взяли? При взрыве сверхновой могут синтезироваться и более тяжёлые элементы (в.т.ч. и трансурановые), просто все элементы тяжелее висмута не имеют стабильных изотопов, то есть радиоактивны и распадаются.

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 993
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Stepa
Вот тут не надо торопиться. Речь выше идет про slow-процесс, который идет при нормальном течении жизни звезды.
Как говорится, на rapid денег нет.
О значимых же количествах этих элементов речи не идет. Но в спектрах их линии обнаруживают.
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Marlin

  • ****
  • Сообщений: 458
  • Рейтинг: +4/-0
    • Show only replies by Marlin
Недавно было сообщение о сверхновой SN2006gy. Она в 150 раз массивнее солнца. Но после взрыва ни нейтронной звезды, ни черной дыры не получилось. Исключение из правил. Говорится что-то о реакции анигиляции. У меня вопрос. Как они за короткое время определили что осталось внутри и почему все пошло не по стандартному варианту?

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 993
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Stepa
Тут несколько факторов:

1. Сильные водородные линии в спектре. Т.е., скорее всего, это был взрыв сверхновой II-го типа.
2. Выделившаяся энергия оказалась на порядок выше обычной сверхновой II-го типа.
3. Кривая блеска сверхновой имеет другую форму, чем у обычной сверхновой II-го типа.

1. Известно, что есть два типа сверхновых, причем первый тип представляет собой термоядерный взрыв на компактном объекте в кратной системе. II-й тип сверхновой собственно и представляет взрыв звезды, как таковой с образованием некого компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры)

2. Для звезды обычной массы, то есть той, равновесие в которой удерживается главным образом за счет газового давления, существует некий предел на энерговыделение в процессе взрыва.

3. У обычной сверхновой звезды II-го типа светимость остатков оболочки обеспечивается радиоактивными изотопами никеля и кобальта и отчасти других элементов, в огромном количестве образовавшихся при взрыве. Поэтому кривая блеска имеет характерный вид. По большому счету это несколько завуалированная распадная кривая. Другая форма кривой блеска говорит о том, что процессы, приведшие к взрыву, были другими. Например, если нейтронов не было много, нет некоторых изотопов, которые обеспечивают блеск обычной сверхновой. Или есть какие-то изотопы, которые в нормальном взрыве "выгорают"  в нейтронном потоке.

Упомянутая сверхновая считается сверхновой, взорвавшейся из-за так называемой "нестабильности по образованию пар". А чем смысл этого названия? Звезда такой большой массы, как 100 масс Солнца, не способна удерживаться в равновесии газовым давлением. Она удерживается в нем лучистым давлением, т.е. излучением черного тела своего вещества. Поскольку интенсивность излучения, согласно закону Стефана-Больцмана, пропорциональна T4, нетрудно представить себе, какие температуры там внутри.

Вещество звезды представляет собой плазму, то есть перемешанные отрицательные заряды - электроны и положительные - разные ядра. Фотон, будучи недостаточной энергии, рассеивается на ядре обычным томсоновским образом.  Но если энергия его выше пороговой в 2 массы электрона и еще чуть-чуть (так как ядро не бесконечной массы, будет отдача - вот на ее компенсацию и пойдет чуть-чуть), он образует с некоторой вероятностью пару электрон-позитрон. Этот процесс довольно быстро растет с энергией (как E^(5/2), если я правильно помню). Он называется конверсией.

И вот в какой-то момент времени температура достигает такого значения, что большАя доля фотонов из распределения Планка начинает испытывать конверсию (они и раньше ее испытывали, но доля была небольшрй).  Т.е. фотоны из процесса передачи лучистого давления изымаются. И хотя обратной рекомбинацией-аннигиляцией эти фотоны возвращаются обратно, процесс уже невозможно остановить.

Здесь возможно также играет роль то обстоятельство, что позитроны трудно аннигилируют "на лету". И пока они остановятся, проходит время, и энергия их уменьшается путем торможения в плазме. Они ее подогревают, но более размазанно и прямой передачи лучистой энергии, как при рассеянии не получается.  В результате такой потери давления происходит коллапс и еще больший нагрев - еще большее смещение спектра к образованию пар. И наконец - термоядерный взрыв звезды изнутри.

Почему он именно термоядерный?  Скорее всего потому, что звезда такого типа бедна металлами и у ней просто не на чем делать железное ядро и создавать массивный остаток. Это огромный шар из гелия и водорода.
Она взрывается, как бы взрывалась огромная термоядерная бомба, созданная человеком.
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Himik

  • ****
  • Сообщений: 375
  • Рейтинг: +1/-0
    • Show only replies by Himik
Цитировать
самый тяжёлый элемент, который может синтезироваться звездой это Висмут(порядковый номер 83)
Статейка гдето была, так там говорят что обнаружили спектральные линии тория! Так этот гад не такой уж и радиоактивный, 14млрд лет период полураспада. Вот.

Оффлайн Marlin

  • ****
  • Сообщений: 458
  • Рейтинг: +4/-0
    • Show only replies by Marlin
Спасибо за подробное разъяснение. Значит это был голубой гигант.

Оффлайн Axon

  • ***
  • Сообщений: 162
  • Рейтинг: +5/-4
  • @(°_°)@
    • Skype - n-nikiforov
    • Show only replies by Axon
Цитировать
звезда такого типа бедна металлами и у ней просто не на чем делать железное ядро и создавать массивный остаток. Это огромный шар из гелия и водорода.
А почему она бедна металлами? Потому что не успела переработать водород и гелий и рванула значительно раньше, чем их запасы могли бы исчерпаться? То есть "нормальные" звёзды  взрываются только тогда, когда занчительная часть водорода превратится в гелий, а он, в свою очередь, в углерод, кислород, и другие элементы до железа. А эта, сверхмассивная, рванула раньше. Это уже какая-то сверхновая III типа получается. :) Я правильно понимаю?

Цитировать
Статейка гдето была, так там говорят что обнаружили спектральные линии тория! Так этот гад не такой уж и радиоактивный, 14млрд лет период полураспада.
Ну разумеется. Уран-238 тоже медленно распадается (4,5 млрд. лет). Каково, думаете, происхождение земного урана и тория? Да такое же, какое и у всех элементов тяжелее железа - из аццкой топки взрыва сверхновой :)