Сверхновые
Что такое сверхновые: чем отличаются типы Ia и II, как они взрываются, какие вспыхивали в истории, зачем они нужны астрономам и откуда берутся тяжёлые элементы.
Сверхновая — взрыв, которым заканчивается жизнь массивной звезды или белого карлика. За несколько недель она светит ярче целой галактики из сотен миллиардов звёзд, а потом тускнеет. Выделяется порядка 10⁴⁶ джоулей, но около 99 % этой энергии уносят невидимые нейтрино, а в движение разлетающегося вещества уходит около 10⁴⁴ джоулей.
Два способа взорваться
- Коллапс ядра (тип II и родственные). Звезда массой больше примерно 8 солнечных исчерпывает ядерное топливо, железное ядро теряет опору и катастрофически сжимается. Падающее вещество отскакивает от плотного ядра, и внешние слои разлетаются. Остаётся нейтронная звезда или чёрная дыра («Эволюция звёзд»).
- Термоядерный взрыв (тип Ia). Белый карлик в двойной системе («Двойные звёзды») вбирает вещество спутника, пока его масса не приближается к пределу в 1,4 солнечной («Белые карлики»), и в нём происходит неудержимая термоядерная реакция. Звезда разрушается полностью.
Зачем они астрономам
Все взрывы типа Ia достигают почти одинаковой светимости, поэтому их используют как «стандартные свечи» для измерения расстояний до далёких галактик. Именно по ним в 1998 году открыли ускорение расширения Вселенной («Расширение Вселенной»).
Известные вспышки
- 1054 год. Вспышка в созвездии Тельца, описанная китайскими астрономами, оставила Крабовидную туманность с пульсаром («Нейтронные звёзды»).
- 1572 и 1604 годы. Сверхновые Тихо Браге и Кеплера. Это последние сверхновые, которые видели в Млечном Пути невооружённым глазом.
- SN 1987A (23 февраля 1987). Вспышка в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии около 168 000 световых лет. Детекторы зарегистрировали около двух десятков нейтрино, пришедших на несколько часов раньше света, — первая регистрация нейтрино от сверхновой.
- SN 2023ixf. Одна из ближайших за десятилетие: вспыхнула в мае 2023 года в галактике M101, в 21 миллионе световых лет.
В Млечном Пути сверхновая происходит в среднем один-два раза за столетие. Из ярких звёзд близок к финалу Бетельгейзе, но взорваться она может в любой момент в ближайшие сотни тысяч лет.
Фабрика элементов
Взрыв рассеивает по галактике углерод, кислород, кремний, железо и другие элементы, которые звезда синтезировала за жизнь. А в самом взрыве возникают ещё более тяжёлые. Из такого вещества потом формируются новые звёзды, планеты и жизнь.