Что такое сверхновые звезды?

Сверхновые звезды | Мир Знаний

Звезды живут не вечно. Они тоже рождаются и умирают. Некоторые из них, подобно Солнцу, существуют по несколько миллиардов лет, спокойно дотягивают до старости, а потом медленно угасают. Другие проживают куда более короткую и бурную жизнь и к тому же обречены на катастрофическую гибель.

Их существование прерывается гигантским взрывом, и тогда звезда превращается в сверхновую. Свет сверхновой озаряет космос: ее взрыв виден на расстоянии многих миллиардов световых лет. Вдруг на небе появляется звезда там, где раньше, казалось бы, ничего и не было. Отсюда и название. Древние считали, что в таких случаях действительно зажигается новая звезда.

Сегодня мы знаем, что на самом деле звезда не рождается, а умирает, но название осталось прежним, сверхновая.

СВЕРХНОВАЯ 1987A

В ночь с 23 на 24 февраля 1987 года в одной, из ближайших к нам галактик,. Большом Магеллановом Облаке, отстоящем от нас всего на 163.000 световых лет, в созвездии Золотая Рыба появилась сверхновая.

Она стала заметна даже невооруженному глазу, в мае месяце достигла видимой величины +3, а в последующие месяцы постепенно утрачивала яркость, пока вновь не стала невидима без телескопа или бинокля..

Настоящее и прошлое

Сверхновая 1987A, название которой говорит о том, что это была, первая сверхновая, наблюдавшаяся в 1987 году, стала и первой видимой невооруженным глазом с начала эры телескопов. Дело втом, что последний взрыв сверхновой в нашей Галактике наблюдали в далеком 1604-м, когда телескоп, еще не был изобретен.

Но еще важнее, что звезда* 1987A дала современным агрономам первую возможность наблюдать сверхновую на относительно небольшом расстоянии.

А что там было раньше?

Исследование сверхновой 1987A показало, что она относится к типу II. То есть звезда-прародительница или звезда-предшественник, которую удалось обнаружить на более ранних снимках этого, участка неба, оказалась голубым сверхгигантом, чья масса почти в 20 раз превышала массу Солнца. Таким образом, это была очень горячая звезда, которая быстро исчерпала свое ядерное топливо.

Единственное, осталось после гигантского взрыва, — это быстро расширяющееся газовое облако, внутри которого еще никому не удалось разглядеть нейтронную звезду, чьего возникновения теоретически следовало ожидать. Одни астрономы утверждают, что эта звезда все еще окутана выпущенными газами, тогда как другие выдвинули гипотезу, согласно которой вместо звезды там формируется черная дыра.

Жизнь звезды

Звезды рождаются в результате гравитационного сжатия облака межзвездного вещества, которое, нагреваясь, доводит свое центральное ядро до температур, достаточных для начала термоядерных реакций.

Последующее развитие уже загоревшейся звезды зависит от двух факторов: начальной массы и химического состава, причем первая, в частности, определяет скорость сгорания. Звезды, обладающие более крупной массой, горячее и светлее, но именно поэтому они сгорают раньше.

Таким образом, жизнь массивной звезды короче по сравнению со звездой небольшой массы.

Красные гиганты

О звезде, которая сжигает водород, принято говорить, что она находится в «основной фазе». Большая часть жизни любой звезды совпадает именно с этой фазой.

Например, Солнце находится в основной фазе уже 5 млрд лет и останется в ней еще надолго, а когда этот период закончится, наше светило перейдет в короткую фазу нестабильности, вслед за которой оно снова стабилизируется, на этот раз в форме красного гиганта.

Красный гигант несравнимо крупнее и ярче звезд в основной фазе, но и гораздо холоднее. Антарес в созвездии Скорпион или Бетельгейзе в созвездии Орион — яркие примеры красных гигантов. Их цвет можно сразу же распознать даже невооруженным глазом.

Когда Солнце превратится в красный гигант, его внешние слои «поглотят» планеты Меркурий и Венеру и дойдут до орбиты Земли.

В фазе красного гиганта звезды утрачивают значительную часть внешних слоев своей атмосферы, и эти слои образуют планетарную туманность, подобную М57, туманности Кольцо в созвездии Лира, или М27, туманности Гантель в созвездии Лисичка. И та, и другая прекрасно подходят для наблюдения в ваш телескоп.

Дорога к финалу

С этого момента дальнейшая судьба звезды неотвратимо зависит от ее массы. Если она меньше 1,4 массы Солнца, то после окончания ядерного горения такая звезда освободится от своих внешних слоев и сожмется до белого карлика—финальной стадии эволюции звезды с небольшой массой. Пройдут миллиарды лет, пока белый карлик остынет и станет невидим.

Напротив, звезда с большой массой (как минимум в 8 раз массивнее Солнца), как только заканчивается водород, выживает за счет сжигания газов тяжелее водорода, таких как гелий и углерод.

Пройдя ряд фаз сжатия и расширения, такая звезда через несколько миллионов лет переживает катастрофический взрыв сверхновой, выбрасывая в космос гигантское количество собственного вещества, и превращается в остаток сверхновой. Примерно в течение недели сверхновая превосходит по яркости все звезды своей галактики, а затем быстро темнеет.

В центре остается нейтронная звезда, объект небольшого размера, обладающий при этом гигантской плотностью. Если же масса звезды еще больше, в результате взрыва сверхновой появляются не звезды, а черные дыры.

Типы сверхновых

Изучая свет, идущий от сверхновых, астрономы выяснили, что не все они одинаковы и их можно классифицировать зависимости от химических элементов, представленных в их спектрах.

Особую роль здесь играет водород: если в спектре сверхновой присутствуют линии, подтверждающие наличие водорода то ее относят к типу II; если же таких линий нет, она причисляется к типу I.

Сверхновые типа I разделяют на подклассы la, lb и lс учетом других, элементов спектра.

Разная природа взрывов

Классификация типов и подтипов отражает разнообразие механизмов, лежавших в основе взрыва, и разные типы звезд-предшественниц. Взрывы сверхновых типа таких как SN 1987A, исходят на последней эволюционной стадии звезды, обладающей большой массой (Более чем в 8 раз превышающей массу Солнца).

Сверхновые типа lb и lc возникают в результате коллапса центральных частей массивных звезд, утративших значительную часть их водородной оболочки из-за сильного звездного, ветра или из-за передачи вещества другой звезде в двойной системе.

Разные предшественники

Все сверхновые типа lb, lc и II, происходят от звезд Населения I, то есть от молодых звезд, сосредоточенных в дисках спиральных галактик. Сверхновые типа la, в свою очередь, происходит из старых звезд Населения II, и их можно наблюдать как в эллиптических галактиках, так и в ядрах спиральных галактик.

Этот тип сверхновой родом из белого карлика, входящего в состав двойной системы и оттягивающего вещество у своей соседки.

Когда масса белого карлика достигает предела устойчивости (его называют пределом Чандрасекара),начинается быстрый процесс слияния ядер углерода, и происходит взрыв, в результате которого звезда выбрасывает наружу большую часть своей массы.

Разная светимость

Разные классы сверхновых отличаются друг от друга не только спектром, но и максимальной светимостью, достигаемой ими во взрыве, и тем, как именно эта светимость снижается с течением времени. Сверхновые типа I, как правило, гораздо ярче сверхновых типа II, но при этом они гораздо быстрее тускнеют.

В сверхновых типа I пиковая яркость сохраняется от нескольких часов до нескольких дней, тогда как сверхновые типа II могут просуществовать до нескольких месяцев.

Была высказана гипотеза, согласно которой звезды с очень большой массой (в несколько десятков раз превышающей массу Солнца) взрываются еще более бурно, как «гиперновые», а их ядро превращается в черную дыру.

СВЕРХНОВЫЕ В ИСТОРИИ

Астрономы полагают, что в нашей Галактике в среднем взрывается по одной сверхновой каждые 100 лет. Однако количество сверхновых, исторически задокументированных в последние два тысячелетия, не достигает и 10.

Одна из причин этого может быть связана с тем, что сверхновые, особенно типа II, взрываются в спиральных ветвях, где межзвездная пыль гораздо плотнее и, соответственно, способна затемнить сияние сверхновой.

Первая из увиденных

Хотя ученые рассматривают и другие кандидатуры, на сегодняшний день принято считать, что первое в истории наблюдение за взрывом сверхновой относится к 185 году н.э. Оно было задокументировано китайскими астрономами. В Китае же отмечались и взрывы галактических сверхновых в 386 и в 393 годах.

Затем прошло более 600 лет, и вот, наконец, на небе появилась еще одна сверхновая: в 1006 году в созвездии Волк засияла новая звезда, на этот раз зафиксированная в том числе арабскими и европейскими астрономами.

Это ярчайшее светило (чья видимая величина на пике яркости достигала -7,5) оставалось видимым на небе дольше года. .

Крабовидная туманность

Исключительно яркой была и сверхновая 1054 года (максимальная величина -6), но и ее снова заметили только китайские астрономы, да еще, может быть, американские индейцы. Наверняка это самая известная сверхновая, поскольку ее остаток — Крабовидная туманность в созвездии Телец, которую Шарль Мессье внес в свой каталог под номером 1.

Китайским астрономам мы обязаны и сведениями о появлении в 1181 году сверхновой в созвездии Кассиопея. Там же взорвалась и еще одна сверхновая, на этот раз в 1572 году.

Эту сверхновую заметили и европейские астрономы, в том числе Тихо Браге,который описал и ее появление, и дальнейшее изменение ее яркости в своей книге «О новой звезде», чье название и дало начало термину, которым принято обозначать такие звезды.

Сверхновая Тихо

Спустя 32 года, в 1604-м, на небе появилась еще одна сверхновая. Тихо Браге передал эту информацию своему ученику Иоганну Кеплеру, который стал отслеживать «новую звезду» и посвятил ей книгу «О новой звезде в ноге Змееносца». Эта звезда, наблюдаемая и Галилео Галилеем, на сегодняшний день остается последней из видимых невооруженным глазом сверхновых, взорвавшихся в нашей Галактике.

Однако нет никаких сомнений в том, что еще одна сверхновая взорвалась в Млечном Пути, снова в созвездии Кассиопея (это созвездие-рекордсмен насчитывает три галактические сверхновые). Хотя визуальные свидетельства этого события отсутствуют, астрономы нашли остаток звезды и подсчитали, что он должен соответствовать взрыву, произошедшему в 1667 году.

За пределами Млечного Пути, помимо сверхновой 1987A, астрономы наблюдали и вторую сверхновую, 1885, которая взорвалась в галактике Андромеда.

Наблюдение за сверхновыми

Чтобы охотиться за сверхновыми, необходимы терпение и правильный метод.

Первое нужно, так как никто не гарантирует, что вам удастся открыть сверхновую в первый же вечер. Без второго не обойтись, если вы не хотите терять время и действительно стремитесь повысить свои шансы на открытие сверхновой.

Основная проблема состоит в том, что физически невозможно предугадать, когда и где произойдет взрыв сверхновой в одной из далеких галактик.

Поэтому охотник за сверхновыми должен каждую ночь сканировать небо, проверяя десятки галактик, тщательно отобранных с этой целью.

Что нужно делать

Одна из наиболее распространенных техник состоит в наведении телескопа на ту или иную галактику и сопоставлении ее облика с более ранним изображением (рисунком, фотографией, цифровым изображением), в идеальном варианте приблизительно с тем же увеличением, что и у телескопа, с помощью которого ведутся наблюдения. Если там появилась сверхновая, это сразу бросится вам в глаза. Сегодня многие астрономы-любители располагают оборудованием, достойным профессиональной обсерватории, таким как телескопы с компьютерным управлением и ПЗС-камерами, позволяющими делать фотографии звездного неба сразу в цифровом формате. Но даже в наши дни множество наблюдателей охотятся за сверхновыми, просто наводя телескоп на ту или иную галактику и глядя в окуляр в надежде увидеть, не появится ли где-то еще одна звезда.

Необходимое оборудование

Для охоты за сверхновыми не требуется слишком сложного оборудование Конечно, нужно учитывать мощность вашего телескопа.

Дело в том, что у каждого инструмента есть предельная звездная величина, которая зависит от разных факторов, и важнейший из них —диаметр объектива (однако важна и яркость неба, зависящая от светового загрязнения: чем оно меньше, тем выше предельная величина).

С помощью вашего телескопа вы можете рассматривать сотни галактик в поисках сверхновых.

Однако,прежде чем приступить к наблюдению, очень важно иметь под рукой небесные карты для определения галактик, а также рисунки и фотографии галактик, которые вы планируете наблюдать (в интернете есть десятки ресурсов для охотников за сверхновыми), и, наконец, журнал наблюдений, куда вы будете заносить данные по каждому из сеансов наблюдений.

Ночные трудности

Чем больше охотников за сверхновыми, тем больше шансов заметить их появление непосредственно в момент взрыва, что дает возможность целиком отследить их кривую блеска. С этой точки зрения астрономы-любители оказывают ценнейшую помощь профессионалам.

Охотники за сверхновыми должны быть готовы терпеть ночной холод и влажность. Кроме того, им придется бороться с сонливостью (термос с горячим кофе всегда входит в базовое снаряжение любителей ночных астрономичеких наблюдений). Но рано или поздно их терпение будет вознаграждено!

    3456      

Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Источник: http://mir-znaniy.com/sverhnovyie-zvezdyi/

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.

Читайте также:  Разноцветная река-радуга каньо-кристалес в колумбии

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.

https://www.youtube.com/watch?v=-8cL7eceFl4

В довольно малом объеме пространства образуется при этом столько энергии, что часть ее вынуждено уносить нейтрино, у которой практически нет массы.

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:

  • IK Пегаса. 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: http://light-science.ru/kosmos/vselennaya/sverhnovaya-zvezda.html

Что же такое загадочная сверхновая звезда? | Живой космос

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».

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.

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.

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.

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: https://alivespace.ru/chto-takoe-sverhnovaya/

Сверхновые звезды

Сверхновые звезды — одно из самых грандиозных и захватывающих космических явлений. Сверхновыми называются звезды, вспыхивающие подобно новым и достигающие в максимуме абсолютной звездной величины от -18m до -19m. Отдельные сверхновые в максимуме блеска превышают светимость Солнца в десятки миллиардов раз, достигая абсолютной звездной величины M = -20m ÷ -21m.

В китайских летописях упоминается о внезапном появлении в 1054 г. в созвездии Тельца и наблюдавшейся китайскими и японскими астрономами «звезды-гостьи», которая казалась ярче Венеры и была видна даже днем. Спустя два месяца эта звезда начала угасать, а еще через несколько месяцев совершенно исчезла из поля зрения.

В наше время с помощью достаточно мощных телескопов в этом созвездии можно видеть туманность причудливой формы, напоминающую плывущего в воде краба. Туманность так и назвали — Крабовидная. Наблюдения показали, что она расширяется.

С учетом скорости расширения можно заключить, что Крабовидная туманность — это остаток взрыва сверхновой 1054 г.

Впервые термин «новая звезда» применил Т. Браге при описании появившейся яркой звезды в 1572 г. в созвездии Кассиопеи. Несмотря на то, что по нынешним представлениям это название оказалось не совсем удачным (вспышка означает не рождение звезды, а ее гибель), оно до сих пор используется в астрономии. Наиболее мощные взрывы гибнущих звезд стали по аналогии называть сверхновыми.

В нашей Галактике за последнее тысячелетие зарегистрировано несколько случаев вспышек сверхновых звезд. Наиболее яркая сверхновая звезда, наблюдавшаяся с помощью современной техники, появилась в 1987 г. в одной из ближайших галактик — Большом Магеллановом Облаке.

Звезда вспыхивает вследствие коллапса (схлопывания) своего массивного ядра. Происходит это следующим образом. На разных этапах жизни массивной звезды в ее ядре протекают термоядерные реакции, при которых сначала водород превращается в гелий, затем гелий в углерод и т. д. до образования ядер элементов группы железа (Fe, Ni, Co). Постепенно звезда все больше и больше «расслаивается».

Ядерные реакции с образованием еще более тяжелых химических элементов идут с поглощением энергии, поэтому звезда начинает охлаждаться и сжиматься.

Внутренние слои словно обрушиваются к центру звезды; возникает ударная волна, движущаяся обратно от центра. В итоге наружные слои звезды выбрасываются с огромной скоростью.

В результате катастрофического изменения структуры звезды происходит вспышка сверхновой.

При взрыве освобождается энергия порядка 1046 Дж. Такую энергию наше Солнце способно излучить лишь за миллиарды лет.

От огромной звезды остаются только расширяющаяся с большой скоростью газовая оболочка и нейтронная звезда (или пульсар).

Пульсар представляет собой быстро вращающуюся нейтронную звезду, для которой характерно радиоизлучение, пульсирующее с периодом, равным периоду вращения звезды.

Если звездная масса невелика, то силы гравитации сравнительно слабы и сжатие звезды (гравитационный коллапс) прекращается. При очень высокой плотности вещества электроны, соединяясь с протонами, образуют нейтральные частицы — нейтроны.

Вскоре почти вся звезда будет состоять из одних нейтронов, настолько тесно прижатых друг другу, что огромная звездная масса будет сосредоточена в очень небольшом шаре, размером порядка десяти километров.

Плотность этого шара — нейтронной звезды — чудовищно велика: она может составлять 1017 ÷ 1018 кг/м3.

Если в недрах звезды отсутствуют силы, противодействующие ее сжатию под действием сил гравитации, то звезда и дальше будет продолжать сжиматься. Плотность вещества будет продолжать увеличиваться.

В результате массивная звезда на заключительном этапе своей эволюции превращается в неудержимо сжимающийся объект — черную дыру.

Поле тяготения на границе черной дыры настолько велико, что сигналы от этого объекта не выходят наружу (отсюда происходит ее название).

Другими словами: гравитационное поле черной дыры настолько сильное, что даже свет не в состоянии его преодолеть.

Критический радиус, до которого должна сжаться звезда, чтобы превратиться в черную дыру, называется гравитационным радиусом ((r_{g})) или радиусом Шварцшильда. Для массивных звезд (r_{g}) составляет несколько десятков километров и может быть рассчитан по формуле: [r_{g} = frac{2GM}{c^{2}},] где (G) — гравитационная постоянная, (M) — масса звезды, (c) — скорость света.

Теория относительности приводит к выводу, что вещество должно быть сжато в микроскопически малом объеме пространства в центре черной дыры. Это состояние называется сингулярностью. Границу черной дыры именуют горизонтом событий.

Читайте также:  Садко: описание, герои, анализ былины

Так как черные дыры непосредственно наблюдать нельзя, поиски их сопряжены с большими трудностями. Чаще всего черную дыру удается обнаружить двумя способами. Во-первых: если дыра образовалась в двойной системе звезд, то ее положение можно определить по обращению второго компонента вокруг «пустого места».

Во-вторых: при падении вещества на черную дыру должно возникать мощное рентгеновское излучение. Источники такого излучения (Лебедь Х-1, Скорпион Х-1 и др.) зарегистрированы как бы «кандидатами» в черные дыры.

Черные дыры также могут существовать и наблюдаться как постоянно взаимодействующие с веществом в ядрах галактик и в квазарах.

Читать далее

Источник: http://ed-lib.ru/astronomy/96-sverhnovye-zvezdy.html

Что такое новые и сверхновые звезды?

Остаток вспышки новой звезды

Новые звезды — внезапно вспыхивающие звезды.

Название новые звезды сохранилось с древних времен за звездами, которые считались действительно новыми. Накопленные коллекции фотографий показали, что на самом деле так называемая новая звезда в действительности существовала и раньше, но внезапно вспыхнула, вследствие чего блеск ее за короткое время увеличился в десятки тысяч раз.

После вспышки звезда постепенно возвращается к прежнему блеску. Амплитуда изменения блеска новых звезд от 7 до 14 звездных величин, т. е. блеск может изменяться до 400 000 раз. В максимуме блеска они бывают от —6 до —9 абсолютной звездной величины.

Возможно, что у новых звезд вспышки повторяются с промежутками в тысячи лет. Яркие новые звезды, блеск которых в максимуме достигал первой звездной величины, наблюдались редко, например в 1901, 1918, 1925 гг.

Ввиду неожиданности такого рода вспышек открытие новых звезд происходит случайно.

Во время вспышек мощность излучения достигает 1051 эрг, что сопоставимо с энергией, испускаемой звездой на протяжении всей своей жизни. Механизмы, вызывающие вспышки у двойных и одиночных звезд, различны.

В первом случае вспышка происходит при условии, что вторая звезда в двойной системе — белый карлик Белые карлики — относительно небольшие звезды, их масса соответствует массе Солнца, в конце «жизненного пути» они имеют размеры планеты.

Белый карлик взаимодействует со своей парой в гравитационном плане, он «ворует» вещество из ее поверхностных слоев. «Позаимствованное» вещество разогревается, начинаются ядерные реакции, происходит вспышка.

Сверхновая звезда, это вспышка — катастрофическое событие, конец эволюции звезд крупных размеров.

Остатки сверхновой звезды, которая взорвалась около 150 лет назад.

Во втором случае вспыхивает сама звезда, это происходит, когда в ее недрах больше нет условий для термоядерных реакций.

На этой стадии преобладает гравитация, и звезда начинает   сжиматься   быстрыми темпами.

Из-за резкого разогревания в результате сжатия  в ядре звезды начинают происходить неуправляемые   ядерные   реакции, энергия  высвобождается  в  виде вспышки,    вызывая   разрушение звезды.

После вспышки остается облако газа, оно распространяется в пространстве. Это «остатки сверхновой» — то, что остается от поверхностных слоев взорвавшейся звезды.

Морфология остатков сверхновой различна и зависит от условий, в которых произошла вспышка звезды-«прародительницы», и от ее внутренних характерных черт.

Распространение облака происходит неодинаково по разным на правлениям, что связано с взаимо действием с межзвездным газом он может значительно изменит! форму облака за тысячи лет.

Источник: https://planetologia.ru/sverhnova/1311-2011-12-09-09-16-26.html

Сверхновая звезда

Объекты глубокого космоса > Звезды > Сверхновая звезда

Узнайте, что такое сверхновая звезда: описание взрыва и вспышки звезды, где рождаются сверхновые, эволюция и развитие, роль двойных звезд, фото и исследования.

Сверхновая – это, по сути, звездный взрыв и наиболее сильный, который можно наблюдать в космическом пространстве.

Где появляются сверхновые звезды?

Очень часто сверхновые можно заметить в других галактиках. Но в нашем Млечном Пути это редкое явление для наблюдения, потому что пылевые и газовые дымки перекрывают обзор.

Последняя наблюдаемая сверхновая в Млечном Пути была замечена Иоганном Кеплером в 1604 году.

Телескоп Чандра смог отыскать лишь остатки от звезды, взорвавшейся больше века назад (последствия взрыва сверхновой).

Сверхновая – это огромный взрыв, которым завершают свое существование некоторые звезды

Что приводит к сверхновой?

Сверхновая звезда рождается, когда в центре звезды происходят изменения. Есть два главных типа.

Первый – в двойных системах. Двойные звезды – объекты, связанные общим центром. Одна из них подворовывает вещество у второй и становится чересчур массивной. Но не способна уравновесить внутренние процессы и взрывается в сверхновой.

Второй – в момент смерти. Топливо имеет свойство заканчиваться. В итоге, часть массы начинает поступать в ядро, и оно становится таким тяжелым, что не выдерживает собственной гравитации. Происходит процесс расширения, и звезда взрывается. Солнце – одиночная звезда, но ей не пережить подобного, так как не хватает массы.

Сверхновая 1987А после взрыва (слева) и до этого момента (справа)

Почему исследователи интересуются сверхновыми звездами?

Сам процесс охватывает небольшой временной промежуток, но может очень многое поведать о Вселенной. Например, один из экземпляров подтвердил свойство Вселенной расширяться и то, что темпы увеличиваются.

Также выяснилось, что эти объекты влияют на момент распределения элементов в пространстве. При взрыве звезда выстреливает элементами и космическими обломками. Многие из них даже попадают на нашу планету. Посмотрите видео, в котором раскрываются особенности сверхновых звезд и их взрывов.

Как их найти сверхновые звезды?

Для процесса поиска сверхновых звезд исследователи используют различные приборы. Некоторые нужны для наблюдения за видимым светом после взрыва. А другие отслеживают рентгеновские и гамма-лучи. Фото получают при помощи телескопов Хаббл и Чандра.

Крабовидная туманность — результат взрыва сверхновой

В июне 2012 года начал работать телескоп, фокусирующий свет в области высоких энергий электромагнитного спектра. Речь идет о миссии NuSTAR, которая ищет разрушившиеся звезды, черные дыры и остатки сверхновых. Ученые планируют узнать побольше о том, как они взрываются и создаются.

Чем вы можете помочь в исследовании сверхновых звезд?

Для того, чтобы внести свою лепту, вам не нужно становиться ученым. В 2008 году сверхновую нашел обычный подросток.

В 2011 году это повторила 10-летняя канадская девочка, рассматривавшая снимок ночного неба на своем компьютере. Очень часто снимки любителей вмещают множество интересных объектов.

Немного практики и вы можете найти следующую сверхновую! А если говорить точнее, то у вас есть все шансы запечатлеть взрыв сверхновой звезды.

(2

Источник: http://v-kosmose.com/zvezdyi-vselennoi/sverhnovaya/

Сверхновые звезды — Звездный каталог. Наша планета и то, что вокруг неё

Звездный каталог » Основы астрономии » Сверхновые звезды

4 июля 1054 года китайский летописец Мин Туань-линь записал: «В первый год периода Чи-хо, в пятую Луну, в день Чи-чу появилась звезда-гостья к юго-востоку от звезды Тиен-Куан и исчезла более чем через год».

Собрат же Мин Туань-линя записал в тоже время: «Она была видна днем, как Венера, лучи света исходили из нее во все стороны, и цвет ее был красновато-белый. Так была видна она 23 дня».

Долгое время считалось, что речь в тех летописях шла о новых звездах.

 Но вот почти через тысячу лет после смерти Мин Туан-линя астрономы изучили подробно необычайную туманность, видимую в телескоп к юго-востоку от китайской звезды Тиен-Куан (Дзета Тельца), а туманность за ее своеобразную форму наблюдатели прозвали крабовидной.

Как краб туманных очертаний, мерцает свет этого слабого пятнышка, и в его центре на фотографиях видны две звездочки шестнадцатой звездной величины, то-есть в 10 тысяч раз более слабые, чем звезды, едва видимые невооруженным глазом в темную, безлунную ночь.

Крабовидная туманность — остатки вспышки сверхновой звезды

От всех других туманных пятен, десятками тысяч видимых на небе, крабовидную туманность отличают две особенности.

  • Во-первых, сравнение фотографий ее, cделанных с промежутком времени в 30 лет, позволило ещё в 1942 году подтвердить обнаруженный ранее факт: туманность заметно расширяется во все стороны от своего центра, занятого двумя звездочками.
  • Во-вторых, вид спектральных линий показывает, что туманность расширяется со скоростью 1300 км/сек, то-есть раз в сто большей, чем у других газовых туманностей, также обнаруживающих расширение.

Сопоставляя видимую угловую скорость расширения туманности с его линейной скоростью, определенной по спектру, мы узнаем расстояние до туманности (4100 световых лет), а отсюда и светимость двух звездочек в ее центре (она та же, что у Солнца). Туманность огромна, свет от одного ее края до другого идет шесть лет. Для сравнения: диаметр орбиты Плутона в солнечной системе он пересекает за одиннадцать часов.

Зная скорость видимого углового расширения туманности, можно подсчитать, когда же все ее вещество было сосредоточено в одном месте — там, в центре, где видны две звездочки. И что же оказывается? Это было около восьмисот лет назад, то-есть примерно в то время, когда китайские летописцы видели вблизи этого же места свою «звезду-гостью».

Может ли это быть простым совпадением? Может ли быть, чтобы такая исключительная туманность случайно возникла в то время и в том месте, где сияла исключительная новая звезда?

Не оставила ли вместо себя после вспышки эта звезда крабовидную туманность и одну из слабых звездочек, видимых сейчас в ее центре? Но для создания такой колоссальной туманности, массу которой оценивают в 15 солнечных масс, должна была произойти катастрофа, по своей грандиозности далеко превышающая те, которые бывают у обычных новых звезд. Именно по этой причине для подобных взрывающихся звезд в отличие от новых, было дано новое название: сверхновые звезды.

Взрыв сверхновой звезды

Сейчас установлено, что в среднем, 1 раз за 300—400 лет в каждой из галактик, вспыхивают звезды, названные сверхновыми. И каждый такой звездный взрыв — событие во истину космического масштаба.

Внезапно появившаяся в какой-нибудь звездной системе сверхновая звезда в своем наибольшем блеске светит так же, как все остальные звезды этой системы, вместе взятые, а иногда даже и затмевает их своим блеском.

Иначе говоря, в течение нескольких дней сверхновая звезда светит так же, как сто миллионов солнц.

Сто миллионов солнц, как бы слитые в одной звезде, в одном солнце! Вот какие бывают сверхновые, или, если хотите, сверхзвезды, сверхсолнца!

Сверхновые звезды ярче обычных новых звезд примерно настолько же, насколько обычные новые бывают ярче звезд, наиболее часто встречающихся во вселенной. Как все это ни невероятно, но это — наблюдаемый факт, а с фактами, как известно, не спорят.

Спектр сверхновых звезд в наибольшем блеске не содержит заметных линий — ни темных, ни ярких. Последние появляются потом, они необычайной ширины, свидетельствующей о выбросе газов со скоростью около 6000 км/сек, но какие это газы, пока не совсем ясно.

К сожалению, мы ничего не можем сказать ни о том, почему появляются сверхновые, ни о том, что представляли собой эти звезды до взрыва. С момента более-менее постоянного наблюдения неба и появления мощной астрономической аппаратуры, мы ещё не разу не становились свидетелями взрыва сверхновой звезды. Всё что у нас есть — исследования остатков «нашей» сверхновой, взорвавшейся в 1054 году.

Как вы помните — в центре крабовидной туманности находятся две небольшие звезды. Так вот, обе из них давно просканированы спектрографом и мы хорошо знаем о том, из чего они состоят.

У одной из них спектр очень напоминает наше Солнце, но, вероятно, она гораздо ближе к нам, чем туманность, и лишь случайно на нее проецируется из-за погрешностей приборов и чудовищного расстояния.

Сверхновая звезда после взрыва — все что осталось от былого величия, это маленькая звездочка в центре и громадная корона сброшенной газопылевой оболочки звезды

А вот другая звезда гораздо интереснее — в её спектре никаких линий не заметно, но распределение энергии в нем указывает на очень высокую температуру. По яркости туманности в сравнении со звездочкой можно оценить температуру звезды.

Так вот, согласно Б. Воронцову-Вельяминову, температура этой «крошки» составляет не менее 140 тысяч градусов, то есть это самая горячая из всех известных звезд. Вероятно, она-то и является тем, что осталось от недолговечной сверхзвезды.

В наибольшем блеске та сверхновая звезда должна была быть сверхзвездой — не только сверх-яркой, но и сверх-громадной.

Она должна быть в тысячи раз больше Солнца по диаметру, размером почти во всю нашу солнечную систему.

После вспышки же, судя по ядру крабовидной туманности, она стала в 50 раз меньше Солнца, то-есть лишь вдвое больше Земли, и ее средняя плотность составляет около 300 000 грамм на квадратный сантиметр.

Иными словами, наперсток с веществом этой звезды будет весить 300 килограммов и потребует для перевозки грузовик!

В общем и целом, на этом современные познания о природе сверхновых звезд заканчиваются.

Единственное, о чем стоит упомянуть, так это о том, что крабовидная туманность особенно сильно излучает красные лучи, обязанные некоторым линиям спектра азота.

Это заставило поискать подтверждения тому, что яркая новая звезда, наблюдавшаяся Кеплером в 1604 году в созвездии Змееносца, тоже была сверхновой.

Читайте также:  Л.кэрролл "алиса в стране чудес": описание, герои, анализ произведения

Дополнительным доказательством этому является и то, что когда участок неба указанный Кеплером был сфотографированы на пластинках, чувствительных к красным лучам, и на снимке обнаружилась невидимая ранее слабая туманность. Спектр ее оказался похожим на спектр крабовидной туманности, и центр ее совпал с местом вспышки новой звезды Кеплера. Но и там нет звезд ярче 18-ой звездной величины.

По всей видимости, звезда Кеплера, а также «новая звезда, бывшая ярче Венеры» и наблюдавшаяся даже днем Тихо Браге в 1572 году в созвездии Кассиопеи, были тоже сверхновыми звездами, вспыхнувшими в нашей Галактике.

Список источников литературы

Связанные материалы:

Источник: http://starcatalog.ru/osnovyi-astronomii/sverhnovyie-zvezdyi.html

Новые и сверхновые звезды

Мы уже видели, что, в отличие от Солнца и других стационарных звезд, у физических переменных звезд изменяются размеры, температура фотосферы, светимость. Среди различных видов нестационарных звезд особый интерес представляют новые и сверхновые звезды. На самом деле это не вновь появившиеся звезды, а ранее существовавшие, которые привлекли к себе внимание резким возрастанием блеска.

При вспышках новых звезд блеск возрастает в тысячи и миллионы раз за время от нескольких суток до нескольких месяцев. Известны звезды, которые повторно вспыхивали как новые.

Согласно современным данным, новые звезды обычно входят в состав двойных систем, а вспышки одной из звезд происходят в результате обмена веществом между звездами, образующими двойную систему.

Например, в системе “белый карлик – обычная звезда (малой светимости)” взрывы, вызывающие явление новой звезды, могут возникать при падении газа с обычной звезды на белый карлик.

Еще более грандиозны вспышки сверхновых звезд, блеск которых внезапно возрастает примерно на 19m! В максимуме блеска излучающая поверхность звезды приближается к наблюдателю со скоростью в несколько тысяч километров в секунду. Картина вспышки сверхновых звезд свидетельствует о том, что сверхновые – это взрывающиеся звезды.

При взрывах сверхновых в течение нескольких суток выделяется огромная энергия – порядка 1041 Дж. Такие колоссальные взрывы происходят на заключительных этапах эволюции звезд, масса которых в несколько раз больше массы Солнца.

В максимуме блеска одна сверхновая звезда может светить ярче миллиарда звезд, подобных нашему Солнцу. При наиболее мощных взрывах некоторых сверхновых звезд может выбрасываться вещество со скоростью 5000 – 7000 км/с, масса которого достигает нескольких солнечных масс. Остатки оболочек, сброшенных сверхновыми звездами, видны долгое время как расширяющиеся газовые туманности.

Обнаружены не только остатки оболочек сверхновых звезд, но и то, что осталось от центральной части некогда взорвавшейся звезды. Такими “звездными остатками” оказались удивительные источники радиоизлучения, которые получили названия пульсаров. Первые пульсары были открыты в 1967 г.

У некоторых пульсаров поразительно стабильна частота повторения импульсов радиоизлучения: импульсы повторяются через строго одинаковые промежутки времени, измеренные с точностью, превышающей 10-9 с! Открытые пульсары находятся от нас на расстояниях, не превышающих сотни парсек.

Предполагается, что пульсары – это быстровращающиеся сверхплотные звезды, радиусы которых около 10 км, а массы близки к массе Солнца. Такие звезды состоят из плотно упакованных нейтронов и называются нейтронными.

Лишь часть времени своего существования нейтронные звезды проявляют себя как пульсары.

Вспышки сверхновых звезд относятся к редким явлениям. За последнее тысячелетие в нашей звездной системе наблюдалось всего лишь несколько вспышек сверхновых. Из них наиболее достоверно установлены следующие три: вспышка 1054 г. в созвездии Тельца, в 1572 г.

– в созвездии Кассиопеи, в 1604 г. – в созвездии Змееносца. Первая из этих сверхновых описана как “звезда-гостья” китайскими и японскими астрономами, вторая – Тихо Браге, а третью наблюдал Иоганн Кеплер. Блеск сверхновых 1054 г. и 1572 г.

превосходил блеск Венеры, и эти звезды были видны днем. Со времени изобретения телескопа (1609 г.) в нашей звездной системе не наблюдалось ни одной сверхновой звезды (возможно, что некоторые вспышки остались незамеченными).

Когда же появилась возможность исследовать другие звездные системы, в них стали часто открывать новые и сверхновые звезды.

23 февраля 1987 г. сверхновая звезда вспыхнула в Большом Магеллановом Облаке (созвездие Золотой Рыбы) – самом большом спутнике нашей Галактики. Впервые после 1604 г. сверхновую звезду можно было видеть даже невооруженным глазом. До вспышки на месте сверхновой находилась звезда 12-й звездной величины.

Максимального блеска 4mзвезда достигла в начале марта, а затем стала медленно угасать. Ученым, наблюдавшим сверхновую с помощью телескопов крупнейших наземных обсерваторий, орбитальной обсерватории “Астрон” и рентгеновских телескопов на модуле “Квант” орбитальной станции “Мир”, удалось впервые проследить весь процесс вспышки.

Наблюдения проводились в разных диапазонах спектра, включая видимый оптический диапазон, ультрафиолетовый, рентгеновский и радиодиапазоны. В научной печати появлялись сенсационные сообщения о регистрации нейтринного и, возможно, гравитационного излучения от взорвавшейся звезды.

Были уточнены и обогащены новыми результатами модели строения звезды в фазе, предшествующей взрыву.

Расстояние до сверхновой (CH 1987 A) – не менее 160 тыс. св. лет (5 кпк). Поэтому на самом деле звезда вспыхнула не в 1987 г., а на 180 тыс. лет раньше! Если бы вспышка произошла на расстоянии 10 пк от нас, то сверхновая освещала бы Землю лучше, чем Луна в полнолуние.

Источник: http://space-my.ru/novie-i-sverhnovie-zvezdi.html

Сверхновые звезды | Астрономия в школе

   Сверхновые звёзды — звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Этим термином были названы звёзды, которые вспыхивали гораздо (на порядки) сильнее так называемых «новых звёзд».

На самом деле, ни те, ни другие физически новыми не являются, всегда вспыхивают уже существующие звёзды.

Но в нескольких исторических случаях вспыхивали те звёзды, которые ранее были на небе практически или полностью не видны, что и создавало эффект появления новой звезды.

Сверхновые II типа

По современным представлениям, термоядерный синтез приводит со временем к обогащению состава внутренних областей звезды тяжёлыми элементами. В процессе термоядерного синтеза и образования тяжёлых элементов звезда сжимается, а температура в её центре растёт. (Эффект отрицательной теплоёмкости гравитирующего невырожденного вещества.

) Если масса звезды достаточно велика, то процесс термоядерного синтеза доходит до логического завершения с образованием ядер железа и никеля, а сжатие продолжается. При этом термоядерные реакции будут продолжаться только в некотором слое звезды вокруг центрального ядра — там, где ещё осталось невыгоревшее термоядерное топливо.

Центральное ядро сжимается все сильнее, и в некоторый момент из-за давления в нем начинают идти реакции нейтронизации — протоны начинают поглощать электроны, превращаясь в нейтроны. Это вызывает быструю потерю энергии, уносимой образующимися нейтрино (т.н. нейтринное охлаждение), так что ядро звезды сжимается и охлаждается.

Процесс коллапса центрального ядра настолько быстр, что вокруг него образуется волна разрежения. Тогда вслед за ядром к центру звезды устремляется и оболочка. Далее происходит отскок вещества оболочки от ядра и образуется распространяющаяся наружу ударная волна, инициирующая термоядерные реакции.

При этом выделяется достаточная энергия для сброса оболочки сверхновой с большой скоростью. Важное значение имеет процесс подпитки ударной волны энергией выходящих из центральной области нейтрино. Такой механизм взрыва относится к сверхновым II типа (SN II). Как показывает численное моделирование, ударная волна отскока не приводит к взрыву сверхновой.

Она останавливается на расстоянии примерно 100-200 км от центра звезды. Учёт вращения и наличия магнитного поля позволяет численно смоделировать взрыв сверхновой (магниторотационный механизм взрыва сверхновых с коллапсирующим ядром).

Считается, что образованием сверхновой II типа заканчивается эволюция всех звёзд, первоначальная масса которых превышает 8—10 масс Солнца. После взрыва остаётся нейтронная звезда или чёрная дыра, а вокруг этих объектов в пространстве некоторое время существуют остатки оболочек взорвавшейся звезды в виде расширяющейся газовой туманности.

Сверхновые Ia типа

Несколько другим выглядит механизм вспышек сверхновых звёзд Iа типа (SN Ia). Это так называемая термоядерная сверхновая, в основе механизма взрыва которой лежит процесс термоядерного синтеза в плотном углеродно-кислородном ядре звезды.

Предшественниками SN Ia являются белые карлики с массой, близкой к пределу Чандрасекара. Принято считать, что такие звезды могут образовываться при перетекании вещества от второй компоненты двойной звёздной системы.

Это происходит, если вторая звезда системы выходит за пределы своей полости Роша или относится к классу звёзд со сверхинтенсивным звёздным ветром. При увеличении массы белого карлика постепенно увеличивается его плотность и температура.

Наконец, при достижении температуры порядка 3×10 K, возникают условия для термоядерного поджигания углеродно-кислородной смеси. От центра к внешним слоям начинает распространяться фронт горения, оставляя за собой продукты горения — ядра группы железа.

Распространение фронта горения происходит в медленном дефлаграционном режиме и является неустойчивым к различным видам возмущений.

Наибольшее значение имеет Релей-Тейлоровская неустойчивость, которая возникает из-за действия архимедовой силы на лёгкие и менее плотные продукты горения, по сравнению с плотной углеродно-кислородной оболочкой. Начинаются интенсивные крупномасштабные конвективные процессы, приводящие к ещё большему усилению термоядерных реакций и выделению необходимой для сброса оболочки сверхновой энергии (~10 эрг). Скорость фронта горения увеличивается, возможна турбулизация пламени и образование ударной волны во внешних слоях звезды.

 Другие типы сверхновых

Существуют также SN Ib и Ic, предшественниками которых являются массивные звезды в двойных системах, в отличие от SN II, предшественниками которых являются одиночные звезды.

Теория сверхновых

Законченной теории сверхновых звёзд пока не существует.

Все предлагаемые модели являются упрощёнными и имеют свободные параметры, которые необходимо настраивать для получения необходимой картины взрыва.

В настоящее время в численных моделях невозможно учесть все физические процессы, происходящие в звёздах и имеющие значение для развития вспышки. Законченной теории звёздной эволюции также не существует.

Заметим, что предшественником известной сверхновой SN 1987A, отнесённой ко второму типу, является голубой сверхгигант, а не красный, как предполагалось до 1987 года в моделях SN II. Также, вероятно, в её остатке отсутствует компактный объект типа нейтронной звезды или чёрной дыры, что видно из наблюдений.

Согласно многочисленным исследованиям, после рождения Вселенной, она была заполнена только лёгкими веществами — водородом и гелием. Все остальные химические элементы могли образоваться только в процессе горения звёзд. Это означает, что наша планета (и мы с вами) состоим из вещества, образовавшегося в недрах доисторической звезды и выброшенного когда-то во взрыве сверхновой.

Взрыв сверхновой звезды — явление чрезвычайно редкое. По современным представлениям, в нашей Галактике должен происходить взрыв сверхновой примерно каждые 50 лет.

Больша?я часть этих взрывов оказывается скрыта от нас непрозрачной пылевой подсистемой нашей Галактики. Поэтому большинство сверхновых наблюдаются в других галактиках.

Глубокие обзоры неба на автоматических камерах, соединённых с телескопами, позволяют сейчас астрономам открывать более 300 вспышек в год.

Для обозначения сверхновых астрономы используют следующую систему: сначала записываются буквы SN (от латинского SuperNova), затем год открытия, а затем латинскими буквами — порядковый номер сверхновой в году. Например, SN 1997cj обозначает сверхновую звезду, открытую 26 * 3 (c) + 10 (j) = 88-ой по счету в 1997 году.

Исторические сверхновые в нашей Галактике (наблюдавшиеся)

Сверхновая Дата вспышки Созвездие Макс. блеск Расстояние (св. года) Тип вспышки Длительность видимости Остаток Примечания
SN 185 185, 7 декабря Центавр -8 3000 Ia ? 8 — 20 месяцев G315.4-2.3 (RCW 86) китайские летописи: наблюдалась рядом с Альфой Центавра.
SN 369 369 не известно не известно не известно не известно 5 месяцев не известно китайские летописи: положение известно очень плохо. Если она находилась вблизи галактического экватора, весьма вероятно, что это была сверхновая, если же нет, она, скорее всего, была медленной новой.
SN 386 386 Стрелец +1.5 16,000 II ? 2-4 месяца G11.2-0.3 китайские летописи
SN 393 393 Скорпион 34000 не известно 8 месяцев несколько кандидатур китайские летописи
SN 1006 1006, 1 мая Волк -7,5 7200 Ia 18 месяцев SNR 1006 швейцарские монахи, арабские учёные и китайские астрономы.
SN 1054 1054, 4 июля Телец -6 6300 II 21 месяц Крабовидная туманность на Ближнем и Дальнем Востоке (в европейских текстах не значится, не считая туманных намёков в ирландских монастырских хрониках).
SN 1181 1181, август Кассиопея -1 8500 не известно 6 месяцев Возможно, 3C58 (G130.7+3.1) труды профессора Парижского университета Александра Некэма, китайские и японские тексты.
SN 1572 1572, 6 ноября Кассиопея -4 7500 Ia 16 месяцев Остаток сверхновой Тихо Это событие зафиксировано во многих европейских источниках, в том числе и в записях молодого Тихо Браге. Правда, он заметил вспыхнувшую звезду лишь 11 ноября, но зато следил за ней целых полтора года и написал книгу «De Nova Stella» («О новой звезде») — первый астрономический труд на эту тему.
SN 1604 1604, 9 октября Змееносец -2.5 20000 Ia 18 месяцев Остаток сверхновой Кеплера С 17 октября её стал изучать Иоганн Кеплер, который, изложил свои наблюдения в отдельной книге.
SN 1680 1680, 16 августа Кассиопея +6 10000 IIb не известно (не более недели) Остаток Сверхновой Кассиопея А замечена Флэмстидом, занес в свой каталог звезду, как 3 Cas.

Источник: http://www.astro.websib.ru/astro/4/SN

Ссылка на основную публикацию