Warum explodieren Sterne?

Ein Stern kann auf viele Arten sterben, aber normalerweise denken die Leute, dass Sterne explodieren.

Der Begriff „Supernova“ beschreibt Explosionen mit der Freisetzung einer großen Energiemenge zu einem Zeitpunkt, an dem bestimmte Sterne ein bestimmtes Entwicklungsstadium erreichen. Supernovae können heller leuchten als ganze Galaxien und alles zerstören, was hundert Lichtjahre von ihnen entfernt ist. Supernovae sind jedoch nicht nur ein erstaunliches Naturphänomen. Dies sind die wichtigsten Phänomene, die für die Entwicklung komplexer Materie, einschließlich des Lebens, notwendig sind.


Suche nach Supernovae durch Astronomen

Beginnen wir damit, wie Supernovae entstehen. Wenn an einem Ort genügend Gas gesammelt wird, beginnt seine Masse einen Gravitationseffekt auszuüben, der sich auf das Zentrum der Wolke konzentriert. Wenn der Druck eine bestimmte Grenze überschreitet, beginnen die Wasserstoffatome im Zentrum der Kugel zu synthetisieren, entzünden das Gas und verwandeln es in einen Stern. Während des gesamten Lebens eines Sterns und seiner Verbrennung gibt es jedoch eine Reaktion zwischen dem Druck der nach außen gerichteten Temperaturreaktion und der nach innen gerichteten Gravitationskompression.


Die Idee des Künstlers von den ersten Sternen

Über Milliarden von Jahren des Brennens nimmt der Druck nach außen ab und die Gravitationskraft bleibt ungefähr gleich. Wenn kleine und mittlere Sterne gekühlt werden, beginnt die Schwerkraft in ihnen zu gewinnen - aber da diese Sterne nicht sehr groß sind, führt die Schwerkraft zu nichts anderem, als die Materie zusammenzuhalten. Ein solcher sicher gekühlter Stern wird weißer Zwerg genannt. Die Massengrenze, die für das Auftreten einer Supernova erforderlich ist, wird als Chandrasekhar-Grenze bezeichnet und entspricht ungefähr 1,4 Sonnenmassen. Wenn der Stern kleiner ist, geht er friedlich aus.


Supernovae sind so hell, dass sie sich sogar vor dem Hintergrund von Galaxien abheben.

Gleichzeitig kann sich der Weiße Zwerg am Ende seines Lebens noch entzünden. Im Prinzip können solche Sterne wieder entzündet werden. Es kann genug Masse an sich ziehen, so dass der Druck im Zentrum signifikant ansteigt und die Kohlenstoffsynthese beginnt. Dann beginnt eine instabile Synthesereaktion, die zu einer Explosion führt.

Oder wenn der Kern des Weißen Zwergs hauptsächlich aus Neon besteht, bricht sein Kern zusammen, was ebenfalls zu einer Explosion führt - aber erst danach bleibt ein Neutronenstern übrig. Dies geschieht fast immer in binären Systemen, in denen sich ein Stern der Chandrasekhar-Grenze nähert und seinem Partner Materie entzieht. Da Astronomen den Inhalt des Sternkerns nicht untersuchen können, wissen sie nicht, welchen der beiden Wege seine Entwicklung einschlagen wird.


Überreste einer Supernova Leise

. Sterne sind massereicher als 1,4 Sonnenmassen, der Lebenszyklus ist anders. Der rote Riese brennt langsam aus, während seine Schwerkraft stark genug ist, um einen nuklearen Zusammenbruch und eine Supernova-Explosion zu verursachen. Sterne mit einem Gewicht von 1,4 bis 3 Sonnenkollaps in Neutronensterne.

Schwerere Sterne fallen ebenfalls zusammen, aber sie hören nicht auf, bis sie sich in ein Schwarzes Loch verwandeln. Dies ist ein eher seltenes Ereignis. Obwohl es im Universum viele Schwarze Löcher gibt, gibt es viel weniger als andere Arten von Sternenresten.


Wie ein Künstler ein binäres System sieht

Supernovae können auf andere Weise auftreten. Obwohl die meisten weißen Zwerge langsam an Masse zunehmen, können einige Sterne schnell an Masse zunehmen (z. B. durch eine Kollision mit einem anderen Stern) und die Chandrasekhar-Grenze schnell überwinden - so schnell, dass sie keine Zeit haben, mit dem Zusammenbruch zu beginnen.



Supernovae haben mehrere Verwendungszwecke für die Astronomie. Beispielsweise senden Supernovae vom Typ Ia (ein weißer Zwerg, der die Kohlenstoffsynthese durchführte) einheitliche Signale in den Weltraum. Daher wurden sie als „Standardkerzen“ bezeichnet, da sie als wissenschaftliche Standards für optische Messungen dienen. Richtig, neuere Studien legen nahe, dass diese Kerzen nicht so Standard sind wie bisher angenommen.

Es ging aber darum, dass Supernovae nicht nur coole und nützliche Phänomene sind. Um Elemente zu erzeugen, die schwerer als Kohlenstoff und Neon sind, sind gewöhnliche Sterne nicht geeignet. Nur sterbende Supernova-Sterne können damit umgehen.

Fast alles, womit wir uns befassen, wurde in den letzten Augenblicken ihres Lebens irgendwann vom Stern ausgestoßen. Die Erde ist ein felsiger Satz von Überresten, die von einer Supernova geworfen werden. Und auch alle Kometen, Asteroiden und alles andere, bestehend aus schwererer Materie. Und wir selbst, bestehend aus Materie, die auf der Erde aufgenommen wurde, werden aus den Trümmern einer Supernova erschaffen.

Source: https://habr.com/ru/post/de388445/