Koldetonation

Koldetonation  är ett explosivt stadium av stjärnnukleosyntes , vilket leder till övergången av vita dvärgstjärnor till en supernova av typ Ia . Åtföljs av termonukleära reaktioner som involverar kol och syre i stjärnornas degenererade kärna .

Bearbeta

Gemensamt för alla supernovascenarier av typ Ia är att den exploderande dvärgen med största sannolikhet är kol-syre. I den explosiva vågen av nukleosyntes, som går från centrum till ytan, flyter reaktioner [1] :

När reaktionen väl börjar omvandlas en betydande del av kolet och syret i den vita dvärgen till tyngre grundämnen på bara några sekunder [2] , vilket höjer den inre temperaturen till miljarder kelviner . En sådan energifrisättning ((1–2)×10 44 J [3] ) är tillräcklig för att bryta stjärnan, när dess individuella partiklar får tillräckligt med kinetisk energi för att övervinna stjärnans gravitation och lämna den. Stjärnan exploderar våldsamt och bildar en stötvåg där materia rör sig med en hastighet av storleksordningen 5 000–20 000 km/s, vilket är ungefär 6 % av ljusets hastighet. Energin som frigörs av explosionen orsakar också en extrem ökning av ljusstyrkan. En typisk observerad absolut magnitud för en supernova av typ Ia är M v = −19,3 (ungefär 5 miljarder gånger ljusare än solen) [4] , variationen i ljusstyrkan är mycket liten.

Ursprungsmekanism

Man tror för närvarande att koldetonation kan fortsätta i fallet med ansamling på vita dvärgar med massor nära Chandrasekhar-gränsen . I detta fall stiger temperaturen och trycket i kärnan tillräckligt för att starta en termonukleär kolfusionsreaktion. Accretion är en av mekanismerna för bildandet av supernovor av typ Ia [5] . Koldetonation kan också inträffa, i vissa fall, i de degenererade kärnorna hos superjättar med massor av 8-10 solmassor. Antagandet att koldetonation i detta fall kan leda till uppkomsten av en typ II supernova [6] [7] har dock nu ifrågasatts. Enligt vissa modeller, under koldetonation i superjättarnas kärnor, är ett snabbt avlägsnande av degeneration möjligt med fortsättningen av stjärnans vidare utveckling [8] .

Huvudsekvensstjärnor befinner sig i ett termiskt jämviktstillstånd, där en lokal temperaturökning (energiutsläpp) leder till en ökning av stjärnans volym, vilket i sin tur minskar temperaturen och stjärnan återgår till jämvikt. Men hos vita dvärgar upprätthålls trycket inte av en termisk mekanism, utan av kvanteffekten av trycket från en degenererad elektrongas, som inte beror på temperaturen. Som ett resultat saknar vita dvärgar en negativ återkopplingsmekanism för att upprätthålla ett jämviktstillstånd när en fusionsreaktion börjar, vilket resulterar i en explosion när fusionsreaktionen börjar, vilket i sin tur ökar reaktionshastigheten och temperaturen.

Se även

• Kärnkraftsförbränning av kol
• vit dvärg
• helium blixt
• Supernova

Anteckningar

1. ↑ Ishkhanov B.S., Kapitonov I.M., Tutyn I.A. Nucleosynthesis in the Universe . - M. , 1998.
2. ↑ FK Röpke, W. Hillebrandt. Fallet mot stamfaderns kol-till-syre-förhållande som en källa till maximala ljusstyrkavariationer i supernovor av typ Ia  // Astronomy and Astrophysics  . - EDP Sciences , 2004-06. — Vol. 420 , iss. 1 . - P. L1–L4 . — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361:20040135 .
3. ↑ A. Khokhlov, E. Mueller, P. Hoeflich. Ljuskurvor av supernovamodeller av typ IA med olika explosionsmekanismer  (engelska)  // A&A. — 1993-03. — Vol. 270 . - S. 223-248 . — ISSN 0004-6361 .
4. ↑ Wolfgang Hillebrandt, Jens C. Niemeyer. Typ Ia Supernova Explosionsmodeller  //  Årlig granskning av astronomi och astrofysik. — Årsöversikter , 2000-09. — Vol. 38 , iss. 1 . - S. 191-230 . — ISSN 1545-4282 0066-4146, 1545-4282 . - doi : 10.1146/annurev.astro.38.1.191 .
5. ↑ Wolfgang Hillebrandt, Jens C. Niemeyer . Typ Ia supernovaexplosionsmodeller // Annual Review of Astronomy and Astrophysics Vol. 38:191-230 (sep. 2000).
6. ↑ Arnett, W. David.  En möjlig modell av supernovor : Detonation av 12 C // Astrofysik och rymdvetenskap   : journal. - 1969. - Vol. 5 . - S. 180-212 .
7. ↑ Fujimoto, M.Y. et al. Dynamisk instabilitet hos röda superjättars hölje och den nedre massagränsen för koldetonationssupernovor // Astrophysics and Space Science, vol. 45, nov. 1976, sid. 71-77.
8. ↑ V. A. Baturin, I. V. Mironova . Stjärnorna: deras struktur, liv och död .

Länkar

• JINA: Typ Ia Supernova Flame  Models
•  En datorsimulering av koldetonation / deflagrering