Skip to content Skip to footer

В современном космосе сверхновые – самые масштабные, а, следовательно, наиболее интересные с точки зрения науки события. В прошлом… собственно, и в далёком прошлом, дела обстояли так же. Даже сам Большой Взрыв — просто неудачный, но общепринятый термин, подразумевающий расширение вселенной. 13.7 миллиардов лет назад ничего не взрывалось.

Взрывы в момент образования сверхмассивных черных дыр, вокруг которых позже образовались галактики, в определённом смысле были, но наблюдатель, если бы во времена появления квазаров таковой существовал, ничего не увидел бы. Из зоны гравитационного коллапса не выбрасывалось вещество и даже не могли выйти излучения. Есть подозрения, что при столкновениях и слияниях галактических чёрных дыр могут и должны происходить катаклизмы галактического же (как минимум!) масштаба, но это не более чем подозрения. Нет доказательств, что подобные катастрофы в наблюдаемой части вселенной вообще случались.

Ergo о звездах.

Для того, чтобы взорваться, звезда должна быть очень большой. Наше Солнце — звезда большая, но не очень. Нужно больше. От 2.5 солнечных масс. В таком случае, после того, как звезда прогорит, появится белый карлик, начинённый не гелием, как в случае Солнца, а смесью углерода, азота и кислорода. То есть, более плотный. А гравитация на поверхности тела увеличивается с повышением его плотности. В случае углеродного карлика она оказывается достаточной для того, чтобы осаждающийся на его поверхности водород (источником которого должна быть друга звезда) разогрелся в аккреционном диске, спрессовался и… взорвался.

Стоит отметить, речь идет не о горении водорода в водород-гелиевом цикле, протекающим в недрах звёзд, а именно о взрыве, при котором реакция синтеза развивается по цепному механизму, как в термоядерной бомбе. Весь скопившийся на поверхности белого карлика водород почти мгновенно превращается в гелий с выделением соответствующего количества энергии. Но и это даже не сверхновая, а просто «новая» звезда. Детонации водорода на белом карлике, пожирающем превратившийся в красный гигант второй компонент кратной системы, могут происходить многократно.

Но второй попытки не будет, если исходная звезда тяжелее 8 солнц, а оставшийся после неё карлик — 1.4 солнц. Взрыв водорода на поверхности создаёт направленную к центру углеродного ядра ударную волну. И без того сверхплотное вещество сжимается ещё больше, — настолько сильно, что потенциальный барьер между ядрами углерода преодолевается. Детонация углерода в свою очередь порождает ударную волну, направленную от центра, провоцируя цепную реакцию слияния ядер… и в радиусе 30 световых лет выживших нет. Зато, много кислорода и кремния. Это уже настоящая сверхновая. Хотя и слабенькая.

Если масса исходной звезды больше 12 солнц, в конце своей эволюции она уже не рассеивается с образованием планетарной туманности и белого карлика, в прогорает дотла. Водород переходит в гелий, гелий в углерод, углерод — в кремний без каких-либо эксцессов. Затем начинает гореть и кремний. Но при синтезе железа из кремния выделение энергии уже ничтожно, и давление излучения не позволяет остановить дальнейшее сжатие звезды, наружные слои которой всё ещё обеспечивают дополнительное давление.

В данном случае эффект имплозии создаёт гравитационный коллапс, в качестве же детонатора выступает скопившееся в центре звезды железо, ядра которого начинают беспорядочно сливаться под внешним давлением. Взрыв «железной» сверхновой даже не термоядерный. Энергия уже поглощается, а не выделяется при синтезе… И тут происходит ужасное: пресловутый конфликт Теории Относительности и Квантовой Механики переходит в фазу силового противостояния. Образуются нестабильные и невозможные ядра, которым положено немедленно распадаться… а им некуда! Гравитационное сжатие вынуждает материю принимать состояния с точки зрения Квантовой Механики запрещённые. А так нельзя. Бор поругаем не бывает.

Проще говоря, непонятно, что конкретно взрывается при коллапсе железного ядра. Язык математики бессилен описать столкновение непреодолимой силы с несокрушимым препятствием. Но кончается дело вдесятеро более мощной, чем в случае детонации карлика, вспышкой сверхновой, превращающей материю в рваную туманность, наподобие Крабовидной. И образованием пульсара – нейтронной звезды, живущей, скорее, по законами микромира.

Это суровые законы. И когда по каким-то из них — неизвестно, пока, по каким именно, — в нейтронной звезде образовавшей из светила массой больше 18 солнц, происходит разрушение нуклонов с образованием кварк-глюонной плазмы… Радиус поражения составляет уже 300 световых лет. Гиперновая в тысячу раз мощнее углеродных сверхновых. И хотя сам по себе коллапс нейтронной звезды в кварковую вразумительного объяснения не имеет, альтернативные пути получения такого же количества лучистой энергии подразумевают что-то вроде столкновения обычной звезды со звездой из антиматерии.

Неясно и какие именно события происходят на заключительном этапе коллапса звёзд тяжелее 30 солнц, результатом которого является взрыв мощностью в 100 углеродных карликов и образование чёрной дыры. То есть, он менее мощный, хотя коллапсирующая материя и должна последовательно проходить стадии «железной звезды», нейтронной и кварковой. Но как и в случае образования сверхмассивных чёрных дыр, вырваться выделившаяся энергия из гравитационной ловушки уже не может. Черная дыра проглатывает львиную долю излучений. Интуитивно это понятно, но даже лучшие современные физические теории не дают удовлетворительного описания процессов, протекающих при взрывах сверхновых.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Top.Mail.Ru