Hypernova

Hypernova  - en explosion av en supermassiv stjärna (med en massa på mer än 20 solmassor ) efter kollapsen av dess kärna; härdkollaps inträffar efter att det tar slut på bränsle för att stödja termonukleära reaktioner. Det vill säga, det är en mycket stor (superkraftig) supernova .

Sedan början av 1990-talet har så kraftfulla explosioner av stjärnor observerats att kraften från varje explosion översteg kraften hos en vanlig supernovaexplosion med cirka 10 gånger, och explosionens energi översteg 10 45 joule [2] . Dessutom åtföljdes många av dessa explosioner av långa gammastrålningskurar . Idag används termen "hypernova" även för att beskriva explosioner av stjärnor med en massa på 100-150 eller mer solmassor.

Termen "hypernova myntades av den astrofysikern Stanford Woosley

Termen collapsesar (från engelskan. collapsed star  - collapsed star ) betydde ursprungligen produkten av gravitationskollaps  - ett svart hål . Nuförtiden hänvisas detta ord ibland till en viss modell av kollapsen av en snabbt roterande stjärna.

Hypernovor kan utgöra ett allvarligt hot mot jorden på grund av deras karakteristiska gammastrålning, men för närvarande finns det inga sådana farliga stjärnor i närheten av solsystemet [3] . Enligt vissa rapporter skedde det för 440 miljoner år sedan en explosion av en hypernova nära solsystemet [4] , och inverkan på jorden av ett gammastrålflöde från denna hypernova visade sig vara så kraftig att den orsakade Ordovicium -Silurutrotning (mer än 60 % av marina arter försvann). ryggradslösa djur).

Stjärnkollaps

Under de senaste åren har en stor mängd observationsdata om gammastrålning avsevärt förbättrat vår förståelse av dessa händelser, och det har blivit tydligt att explosioner erhålls i numeriska modeller av kollapsen , som skiljer sig från vanliga supernovaexplosioner .

Några av de mest massiva stjärnorna i slutet av sina liv övergår till det stadium där de kallas Wolf-Rayet-stjärnor (det finns väldigt få av dem - i astronomiska kataloger hör bara några hundra till denna klass), i detta skede avger täta och snabba strömmar av stjärnvind. Ett sådant skede varar flera hundra tusen år (vilket är försumbart med astronomiska standarder, för jämförelse: solen är ungefär fem miljarder år gammal). I det här fallet roterar stjärnan snabbare och snabbare och så småningom exploderar den som en hypernova.

Kärnan i en massiv stjärna förvandlas till ett svart hål under gravitationskollaps . Om den kollapsande stjärnan roterade snabbt, kan en massiv ansamlingsskiva bildas runt det svarta hålet . På grund av neutrinouppvärmning eller under påverkan av Blanford-Znaek-mekanismen kan två kraftfulla relativistiska jetstrålar bildas , som kastas ut i riktning mot rotationspolerna för en döende stjärna med nästan ljusets hastighet (dessa relativistiska jetstrålar kan förklara gamma -strålningskurar som ibland observeras under hypernovaexplosioner).

Dölj

Ordet "kollapsar" används som namn på en hypotetisk modell där en snabbt roterande Wolf-Rayet-stjärna med en kärnmassa på cirka 30 solmassor bildar ett roterande svart hål, som absorberar materialet från stjärnhöljet som faller på det. I detta fall kan relativistiska jetstrålar med en relativistisk hastighet (med en Lorentz-faktor på mer än 100) bildas . På grund av sådana hastigheter kan kollapsarjetutstötningar vara de snabbaste kända utstötningarna av himlakroppar. Således förvandlas kollapsaren, som börjar som en "misslyckad" supernova, till en hypernovaexplosion.

Kollapsar tros vara den främsta orsaken till långa (> 2 sekunder) gammastrålningskurar . En kraftfull stråle som kastas ut längs ett svart håls rotationsaxel kan generera en riktad ström av högenergistrålning. Observatören kan registrera en sådan blixt om han är nära den relativistiska strålens riktning.

Ett exempel på en kollapsar är de ovanliga supernovorna 1998bw och SN 2003dh med gammastrålningsskurarna GRB 980425 respektive GRB 030329 Stjärnor har klassificerats som supernovor av typ Ic på grund av deras spektrums egenheter. I radioområdet observerades bevis på närvaron av relativistiska hastigheter under explosionen.

Parvis instabil supernova

En annan typ av hypernova är en parinstabil supernova . I en sådan supernova orsakar skapandet av ånga ett kraftigt tryckfall i stjärnkärnan, vilket leder till en snabb partiell kollaps , vilket orsakar en kraftig ökning av temperatur och tryck , vilket leder till en explosiv termonukleär antändning och en fullständig explosion av stjärna. Supernova SN 2006gy var möjligen det första observerade exemplet på denna typ av supernova. Denna supernova observerades i en galax 240 miljoner ljusår (72 miljoner parsecs ) bort från Vintergatan .

Observationer

Stjärnor som kan explodera som hypernovor är mycket sällsynta, eftersom stjärnan för detta måste vara mycket massiv, rotera snabbt och möjligen ha ett starkt magnetfält . Det antas att i vår galax exploderar en hypernova i genomsnitt en gång var 200:e miljon år.

Astronomer observerar hypernovor i form av långa gammastrålningskurar som varar i minst två sekunder (det finns också korta gammastrålningsskurar associerade med kollisionen av neutronstjärnor ). En sådan händelse har ännu inte registrerats i Vintergatan, men 2018 upptäckte astronomer det första objektet i den, som inom en nära (med astronomiska standarder) sannolikt kommer att explodera som en hypernova - systemet 2XMM J160050.7-514245 upptäcktes med det största i världen av det optiska VLT och ligger bara 8000 ljusår från jorden, i den södra konstellationen vinkeln . [5]

Se även

• kvarkstjärna

Anteckningar

1. ↑ Hypernova som den mest destruktiva händelsen i universum Arkiverad 21 november 2005 på Wayback Machine 
2. ↑ NASA - Ljusare än en supernova är en hypernova arkiverad 1 april 2003 på Wayback Machine // NASA 
3. ↑ SPACE.com - Möjlig hypernova kan påverka jorden 
4. ↑ En hypernova är den mest destruktiva kraften i universum Arkiverad 21 november 2005 på Wayback Machine 
5. ↑ En "rymdorm" hittades i galaxen, redo att göra den mest kraftfulla explosionen i Universe Archival kopia av 18 juni 2020 på Wayback Machine // Vesti. Science", 20 november 2018

Litteratur

• AI MacFadyen och SE Woosley. "Collapsars: Gamma-Ray Bursts and Explosions in 'Failed Supernovae'" . - Astrophysical Journal Vol 524. - Oktober 1999. - S. 262-289.
• Stanford E. Woosley. "Gammastrålningskurar från stellar masstillväxtskivor runt svarta hål". - Astrophysical Journal, Vol 405, mars 1993. - S. 273-277.
• Tsvi Piran. "Gammastrålningens fysik". - Recensioner av Modern Physics, Vol 76. - Oktober 2004.

Länkar

• Macfadyen, A.I.; Woosley, SE (1999). "Collapsars: Gamma-Ray Bursts and Explosions in 'Failed Supernovae ' ". Astrofysisk tidskrift . 524 (1): 262-289. arXiv : astro-ph/9810274 . Bibcode : 1999ApJ...524..262M . DOI : 10.1086/307790 .
• Woosley, SE (1993). "Gammastrålningskurar från stellar masstillväxtskivor runt svarta hål." Astrofysisk tidskrift . 405 (1): 273-277. Bibcode : 1993ApJ...405..273W . DOI : 10.1086/172359 .
• Piran, T. (2004). "Gammastrålningens fysik". Recensioner av modern fysik . 76 (4): 1143-1210. arXiv : astro-ph/0405503v1 . Bibcode : 2004RvMP...76.1143P . DOI : 10.1103/RevModPhys.76.1143 .
• Hjorth, Jens; Sollerman, Jesper; Møller, Palle; Fynbo, Johan P.U.; Woosley, Stan E.; Kouveliotou, Chryssa; Tanvir, Nial R.; Greiner, Jochen; Andersen, Michael I.; et al. (2003). "En mycket energisk supernova associerad med γ-strålningen den 29 mars 2003." naturen . 423 (6942): 847-50. arXiv : astro-ph/0306347 . Bibcode : 2003Natur.423..847H . DOI : 10.1038/nature01750 . PMID  12815425 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor norsk