Massiivse tähe surm

• Mai 15, 2024

Massiivsed tähed sünnivad samamoodi nagu väiksemad tähed nagu Päike. Gravitatsioon paneb gaasipilve varisema, kuni see on käivitumiseks piisavalt tihe ja piisavalt kuum vesiniku põletamine. See on tuumasüntees vesinikuaatomite moodustamiseks heeliumi aatomite moodustamiseks. Tuumareaktsioonidest väljuv energia tasakaalustab gravitatsiooni tõmbejõudu. Päikese taolisel tähel ei kuluta kütust miljardeid aastaid, kuid massiivne täht põleb eredalt ja saab selle kütuse läbi murdosa ajast.

Tähtede nukleosüntees
Kui täht saab vesinikkütuse otsa, tuum kahaneb. See tekitab soojust, võib-olla piisavalt heeliumi põlemiseks. See juhtub päikesetaolistel tähtedel, aga ka Päikesest massiivsematel tähtedel. Ehkki tuumad kokku tõmbuvad, laienevad välimised kihid. Päikesesarnased tähed paisuvad sisse punased hiiglased ja massiivsed tähed punased superkanged.

Kuid kui heelium on ära kasutatud, on tähtede liitmine läbi, mille mass on Päikese massist 0,5–8 korda suurem. Kuna ilma sulandumiseta pole gravitatsiooni piiramiseks välist jõudu, variseb täht a-ks valge kääbus.

Ja suured massitähed - mis nendega juhtub? Kuna need on massiivsemad, põlevad nad kuumemaks. Heeliumi liitmisel toodetakse süsinikku ja hapnikku ning massiivne täht võib need raskemad aatomid sulatada veelgi raskemate moodustamiseks. Nad võivad läbida mitu sellist tsüklit, kuni täht sulandab räni rauaks ja jõuab raudsüdamikuni. Kergemate elementide sulandamise raskemateks elementideks nimetatakse tähe nukleosüntees.

Kui tähel on raudtuum, on see lõpp. Energia vabastamiseks ei saa rauda sulatada. Lõpuks võidab gravitatsioon. Ilma et see midagi peataks, kukub täht kokku kõige suurejoonelisemal viisil.

Natuke aatomitest
Enne loo jätkamist peame märkima mõned faktid aatomite kohta.

• Aatomil on a tuum tehtud prootonid (positiivse laenguga) ja neutronid (mis on neutraalsed).


• Tuuma ümber on tiirlev pilv elektronid koos negatiivsete laengutega.


• Tuum on tuhandeid kordi väiksem kui kogu aatom.


• Kuigi elektronid on prootonite ja neutronitega võrreldes teismelised, on nende orbiidid suured.


• Tavaline mateeria koosneb aatomitest, mis enamasti on tühi ruum - see tundub tahke, kuna elektronid liiguvad nii kiiresti ringi.

Aga mis siis, kui me saaksime elektronid tuumasse pritsida ja kogu sellest ruumist lahti saada?

Täht variseb kokku
Varisevas tähes on nii palju ainet, et tuum ei jääks valgeks kääbuseks. See variseb nii ägedalt, et selle aatomite elektronid surutakse tuuma. Seal reageerivad nad prootonitega, tekitades neutroneid ja neutriinod. (Neutrinood on äärmiselt väikesed subatomiaatomid, millel pole elektrilaengut ja peaaegu üldse massi.) Tuum on nüüd valmistatud neutronitest ja on uskumatult tihe. See kõik juhtub sekundi murdosa jooksul - palju vähem aega kui selle lõigu lugemiseks kulub.

Tuum muutub nii tihedaks, et see peab vastu edaspidisele kokkuvarisemisele ja suurel kiirusel langev aine tabab seda ja põrkub välja. Kokkupõrge vabastab kõik need neutriinod. Nad viivad tuuma varisemisest energia ära ja kuumutavad kogu sissetuleva materjali miljarditesse kraadidesse. Kõik, välja arvatud neutronituum, paisatakse välja miljonite kilomeetrite tunnikiirusel. Lööklaine surub läbi paisuva prahi ja kergemad elemendid sulatatakse raskemateks, sealhulgas väga rasketeks, nagu kuld ja uraan. See juhtub esimese viieteistkümne minutiga.

Plahvatust nimetame a supernoova, ja see on nii võimas, et mõnda aega on see sama ere kui terve galaktika.

Neutronitäht
Kui varisenud tähe tuum on Päikese massist 1,5 kuni 3 korda suurem, muutub see a-ks neutronitäht. Ehkki sellel on palju massi, pidage meeles, et selle aatomid on kokku varisenud, nii et selle raadius on vaid umbes 10 km (6 mi). Kuid teelusikatäis selle asja kaaluks miljardeid tonne. Täht ei saa enam kokku kukkuda, sest tihedalt pakitud neutronid avaldavad väljapoole suunatud jõudu, mida nimetatakse neutronide degeneratsioonirõhk.

Kiiresti pöörlev neutronitäht on a pulsar. Keerdudes kiirgab see elektromagnetilise kiirguse impulsse. Iga kord, kui see meie suunas pöördub, saab tuvastada raadioemissiooni impulsi. Millisekundiline impulss pöörleb nii kiiresti, et impulsside vahel on vaid millisekund. Päisepildis olev impulss on millisekundiline pulsar, kuid ainulaadselt kiirgab see gammakiirgust.

Mustad augud
Kui tuum on massiivsem kui umbes kolm korda suurem kui Päikese mass, ei suuda isegi degeneratsioonirõhk varisemist peatada. Tulemuseks on a must auk. See pole tegelikult kosmose auk, vaid väga kontsentreeritud massi raskusjõud keerutab ruumi. Selle gravitatsioon on nii tugev, et sellest pääsemiseks vajalik kiirus on suurem kui valguse kiirus, nii et isegi valgus ei pääse.Kuigi me ei näe mustaid auke, võime mõnikord tuvastada nende gravitatsioonilise mõju teistele objektidele.

Supernoova jäänuk
Massiivse tähe tuum lõpeb neutrontähe või musta auku, kuid seal on ka ülejäänud asi, plahvatuses tärnist väljunud materjal. Lööklaine poolt ajendatud gaasi ja tolmu paisuvat kesta nimetatakse a-ks supernoova jäänuk. Seal toimus raskete elementide nukleosüntees ja rännates rikastab see tähtede vahelist ruumi nende raskete elementidega. Lisaks võib lööklaine vallandada uute tähtede moodustumise ja uued tähed saavad kasu maha jäetud rasketest elementidest.

Video Juhiseid: The Vanishing of Flight 370 (Mai 2024).