Взрыв сверхновой с точки зрения наблюдателя.

[wildpig]

Меня всегда интересовали различные астрономические события с точки зрения близкого к ним наблюдателя.
Ниже я набросал сценарий: как я вижу взрыв сверхновой с точки зрения наблюдателя на одной из планет звезды.
Наверное это не совсем корректно, поскольку за некоторое время до взрыва звезда становится серьезно нестабильной, что вероятно делает невозможным сохранение жизни на планетах звезды. Ну да предположим наблюдатель прилетел с другой системы, дабы наблюдать уникальнейшее событие столетия во всей галактике.

Как я понимаю, собственно взрыв происходит за пару часов до того, как ударная волна от него достигнет поверхности звезды и станет видимым. И больше половины энергии от него уходит в виде нейтрино. Я попытался прикинуть: как поток нейтрино повлияет на планету. По моим прикидкам (если интересно могу привести ниже) у меня получилось что кубометр воды на расстоянии в 500 млн км от звезды в момент взрыва задержит нейтрино общей энергией порядка 100 Дж. (Сквозь этот кубометр пройдет в 10^19 энергии больше). Этого видимо достаточно, чтобы в течение нескольких секунд ярким светом вспыхнули океаны планеты. Также очевидно, что вся планета задержит огромное количество энергии, которое в течение нескольких секунд выделится во всем объеме планеты. Вероятно это приведет к определенным сейсмическим последствиям. Как этот поток повлияет на живую материю сказать сложно. Возможно просто нагреет плоть на незначительную температуру, а возможно и убъет все живое, если действие нейтрино на живую ткань похоже на действие обычной радиации. Во всяком случае, наблюдатели на планете этот момент вероятнее всего заметят. После чего в течение пары часов ничего не будет происходить, пока ударная волна от взрыва ядра не достигнет поверхности звезды. Но это произойдет не мгновенно. Времени помолиться как раз хватит.
Говорить о том: что увидит наблюдатель на дневной стороне планеты очевидно бессмысленно. Радиация (в общем смысле: в т.ч. и электромагнитные волны всех диапазонов) убьет любого живого наблюдателя за доли секунды (и еще за более короткое время уничтожит его зрение). Та же участь вероятно постигнет любые приборы. Но достаточно интересно: что увидит наблюдатель за несколько минут или секунд до этого мгновения. Как я понимаю непосредственно перед вспышкой внешние слои звезды будут падать на ядро и возможно можно будет увидеть изменение радиуса и светимости звезды. А также возможно нарушение правильной формы диска звезды. Впечатляющее зрелище.
Немного больше времени окажется у счастливца на ночной стороне звезды. На короткое время он увидит ярко вспыхнувшие (за счет отраженного света) другие планеты звездной системы (если свет успеет дойти до них до его гибели). Вероятно ярко будет светиться межпланетный газ и пыль. Вероятно достаточно, чтобы стало светло как днем. Если у планеты есть спутник, то возможно его яркость сравняется или даже превзойдет яркость самой звезды до взрыва.
Ну и погибнет он возможно раньше, чем звезда взойдет над горизонтом, если до него докатится ударная атмосферная или сейсмическая волна. (Воздействие радиации звезды на поверхность планеты будет походить на множество ядерных взрывов на небольшой высоте).
Что-то в этом роде.


 

[Бородатый Кабан]

Обсуждали уже не по одному кругу. Поиск рулит. Например - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4486.0/all.html

[Маринер-9]

Обсуждали уже не по одному кругу. Поиск рулит. Например - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4486.0/all.html

 Так то обсуждение 2004-го года.. Наука ушла далеко вперёд... Любители стали профессионалами..
И т.д.

[wildpig]

Действительно, очень интересное обсуждение. Приношу извинения.

[Птыц]

По моим прикидкам (если интересно могу привести ниже) у меня получилось что кубометр воды на расстоянии в 500 млн км от звезды в момент взрыва задержит нейтрино общей энергией порядка 100 Дж.

Если ваши расчеты верны, то 100 Дж на 1 м³=1000 кг даст повышение температуры на 100/(1000*4186.8)=2*10^-5 градуса. Т.е. ничего не произойдет.

Уровень поглощённой дозы ионизирующего излучения будет равен 100/1000=0.1 Рад. Или 1*10^-3 Гр.

Кстати, а почему именно на 500 млн. км = 3.3 а.е. ?

[wildpig]

Кстати, а почему именно на 500 млн. км = 3.3 а.е. ?

Ну я думал на каком расстоянии от красного сверхгиганта может находиться живой наблюдатель.
Если это маловато, то на 1 млрд - соответственно поток уменьшается в 4 раза и т.д.

Кстати, я не совсем корректно рассчитывал поглощенную энергию нейтрино.
Я нашел ссылку на то, что необходимо 10^19 метров воды чтобы гарантировано поглотить нейтрино. И сделал допущение, что 1 метр поглотит 1 / 10^19 потока, хотя это не совсем верно. Но я решил, что для определения порядка это допущение допустимо.

[Птыц]

Кстати, а почему именно на 500 млн. км = 3.3 а.е. ?

Ну я думал на каком расстоянии от красного сверхгиганта может находиться живой наблюдатель.

Понял.

Кстати, я не совсем корректно рассчитывал поглощенную энергию нейтрино.
Я нашел ссылку на то, что необходимо 10^19 метров воды чтобы гарантировано поглотить нейтрино. И сделал допущение, что 1 метр поглотит 1 / 10^19 потока, хотя это не совсем верно. Но я решил, что для определения порядка это допущение допустимо.

Тут есть две проблемы.
Первая – сечение поглощения нейтрино сильно зависит от ее энергии.
Вторая – нет такого понятия "гарантированно поглотить". Есть понятие "поглотить с вероятностью x%". Так как число поглощенных чего-то в каждом слое поглотителя падает по экспоненте (потому что то, что поглотилось, уже не долетает), то, возможно, вы преуменьшили энерговыделение.

[wildpig]

По этой ссылке http://neutrino-history.narod.ru/ я нашел способ расчета процента поглощенного нейтрино (энергия нейтрино там по какой то причине не учитывается).
У меня получилось, что 1 м^3 воды задерживает 1 / (2 * 10^18), то есть где то на порядок больше, чем я рассчитывал раньше.
Соответственно порядка килоджоуля на кубометр воды.

Ну при соответственно очень приблизительных прикидках, сколько всего энергии унеслось с нейтрино, расстояние до планеты.
Ну и другие породы в зависимости от плотности и молярной массы будут задерживать скорее всего еще больше.

 

[dims]

А вот ещё тут: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,22379.0.html

Здесь обсуждается конкретная близкая звезда, которая может взорваться.

[Skipper_NORTON]

Так точно никто не знает, испарится Земля или не испарится, если Солнце взорвется как сверхновая?

[dims]

Во всяком случае лично я так и не понял, где правда. Тут важны не только условия при взрыве, но и термодинамика, то есть, с какой скоростью наша планета будет прогреваться.

Вроде бы, это очень медленный процесс, поэтому я склоняюсь к тому, что как небесное тело Земля сохранится. Но вряд ли на ней сохранится жизнь (если СН будет где Солнце).

[Птыц]

По этой ссылке http://neutrino-history.narod.ru/ я нашел способ расчета процента поглощенного нейтрино (энергия нейтрино там по какой то причине не учитывается).

Просмотрел по диагонали, но, по-моему, неплохой ресурс. Про энергию нейтрино сказано во введении: "Сечение взаимодействия нейтрино в зависимости от его энергии лежит в пределах  от σ ≈ 10^-34 см² до σ ≈ 10^-43 см²".

[wildpig]

Просмотрел по диагонали, но, по-моему, неплохой ресурс. Про энергию нейтрино сказано во введении: "Сечение взаимодействия нейтрино в зависимости от его энергии лежит в пределах  от σ ≈ 10-34 см2 до σ ≈ 10-43 см2".

Хм... Разброс в 10 порядков.
Если подытожить, то потенциальный сценарий варьируется от "планета испарится в несколько секунд от первичного потока нейтрино" (а если принять σ ≈ 10-34 см2, то каждый кубометр воды примет до 10^13 Дж только от нейтрино) до "пересидим пару месяцев в бункере, после чего выйдем и заново посадим петрушку взамен сгоревшей" (это крайние оптимистические оценки, когда поднявшаяся пыль защитит планету от фотосферы сверхновой).
Ясно, что ничего не ясно.

[vika vorobyeva]

Скорее, "Планета Земля испарится полностью в течение нескольких суток" Не забываем, что в течение НЕСКОЛЬКИХ МЕСЯЦЕВ температура ВСЕГО НЕБА будет превышать 30 тыс. градусов.

[Павел Кирпиченко]

Так точно никто не знает, испарится Земля или не испарится, если Солнце взорвется как сверхновая?

Насколько я знаю, Солнце будучи звездой класса G2 главной последовательности не может взорваться сверновой...

[Крупин]

Скорее, "Планета Земля испарится полностью в течение нескольких суток" Не забываем, что в течение НЕСКОЛЬКИХ МЕСЯЦЕВ температура ВСЕГО НЕБА будет превышать 30 тыс. градусов.

    Несколько суток, даже при 30 000 градусов - явный перебор. Радиус Земли 6300 км. Если Земля, скажем, испарится всего за 6 дней, значит, ежедневно должна испаряться 1000 км. толща. А теплопроводность - величина ограниченная.

[Крупин]

     Произведём прикидку: пусть вся энергия, падающая на 1 кв.м. расходуется исключительно на испарение бетона (допустим Земля состоит только из него). При 30 000 градусах ежесекундно на квадратный метр падает около 5*10¹⁰ Джоулей - это примерно столько, что испаряет 10 кубометров бетона. Значит, за сутки, действительно, должно испариться около 1000 км. Вроде бы соответствует. Но ведь испаряющийся слой экранирует последующие от дальнейшего проникновения излучения, на чём основано защитное экранирование спускаемых космических аппаратов (скажем Шаттлов). Метеориты также вовсе не успевают прокалиться насквозь, несмотря на испарение внешнего слоя.

[wildpig]

Ну я когда говорил о самом пессимистичном варианте имел ввиду поток нейтрино, для которого совершенно пофиг наличие испаряющихся слоев. Вся энергия выделится одновременно во всей толще планеты, включая ядро и тела сидящих в бункере людей.
Если же говорить именно об излучении фотосферы, то как я понимаю планету также будет "обдувать" расширяющаяся оболочка. В ветке https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4486.0/all.html приводились выкладки по которым удар расширяющейся оболочки сверхновой разрушит планету только за счет кинетической энергии.
Но если даже и не так, то уж на сдувание испаряющихся слоев этой энергии наверняка хватит.

[Крупин]

     Ну, испарившаяся часть метеорита или шаттла тоже моментально сдувается, однако защитную функцию выполнять успевает.

[Hagoromo]

Тот же вопрос, что в названии темы, только в случае близкого гамма-всплеска?
Как быстро стерилизует Землю? Какие то оптические эффекты в атмосфере и на поверхности, возможное спасение?