Szén detonáció

A szénrobbanás a csillagok nukleoszintézisének  robbanásveszélyes szakasza , amely a fehér törpecsillagok Ia típusú szupernóvává történő átalakulásához vezet . A csillagok degenerált magjában szén és oxigén részvételével zajló termonukleáris reakciók kísérik .

Folyamat

Minden Ia típusú szupernóva-forgatókönyvben közös, hogy a felrobbanó törpe valószínűleg szén-oxigén. A nukleoszintézis robbanásszerű hullámában a központtól a felszín felé haladva reakciók folynak [1] :

A reakció beindulása után a fehér törpében lévő szén és oxigén jelentős része néhány másodperc alatt nehezebb elemekké alakul [2] , ami a belső hőmérsékletet több milliárd kelvinre emeli . Egy ilyen energiafelszabadulás ((1–2) × 10 44 J [3] ) elegendő a csillag megtöréséhez, amikor az egyes részecskéi elegendő mozgási energiára tesznek szert ahhoz, hogy legyőzze a csillag gravitációját és elhagyja azt. A csillag hevesen felrobban és lökéshullámot képez, amelyben az anyag 5000–20 000 km/s nagyságrendű sebességgel mozog, ami a fénysebesség körülbelül 6%-a. A robbanás során felszabaduló energia a fényerő extrém növekedését is okozza. Az Ia típusú szupernóva tipikus megfigyelt abszolút magnitúdója M v = -19,3 (körülbelül 5 milliárdszor fényesebb, mint a Nap) [4] , a fényesség változási tartománya nagyon kicsi.

Eredeti mechanizmus

Jelenleg úgy gondolják, hogy a szénrobbanás akkor mehet végbe, ha a fehér törpékhez tapad , amelyek tömege közel van a Chandrasekhar határértékéhez . Ebben az esetben a hőmérséklet és a nyomás a magban annyira megemelkedik, hogy beindul a termonukleáris szénfúziós reakció. Az akkréció az Ia típusú szupernóvák kialakulásának egyik mechanizmusa [5] . Egyes esetekben a 8-10 naptömegű szuperóriások degenerált magjaiban is előfordulhat szénrobbanás. Az a feltételezés azonban, hogy a szénrobbanás ebben az esetben egy II-es típusú szupernóva [6] [7] megjelenéséhez vezethet, most megkérdőjeleződött. Egyes modellek szerint a szuperóriások magjában a széndetonáció során a degeneráció gyors eltávolítása lehetséges a csillag további evolúciójának folytatásával [8] .

A fősorozatú csillagok termikus egyensúlyi állapotban vannak, amelyben a hőmérséklet helyi növekedése (energiafelszabadulás) a csillag térfogatának növekedéséhez vezet, ami viszont csökkenti a hőmérsékletet, és a csillag visszatér egyensúlyi állapotába. A fehér törpéknél azonban a nyomást nem termikus mechanizmus, hanem egy degenerált elektrongáz nyomásának kvantumhatása tartja fenn, amely nem függ a hőmérséklettől. Ennek eredményeként a fehér törpék nem rendelkeznek negatív visszacsatolási mechanizmussal, hogy fenntartsák az egyensúlyi állapotot a fúziós reakció megkezdésekor, ami robbanást eredményez, amikor a fúziós reakció elkezdődik, ami viszont növeli a reakció sebességét és hőmérsékletét.

Lásd még

• A szén nukleáris égetése
• fehér törpe
• hélium villanás
• Szupernóva

Jegyzetek

1. ↑ Ishkhanov B.S., Kapitonov I.M., Tutyn I.A. Nucleosynthesis in the Universe . - M. , 1998.
2. ↑ FK Röpke, W. Hillebrandt. Az előd szén-oxigén aránya, mint az Ia típusú szupernóvák csúcsfényesség-változásainak forrása  // Csillagászat és asztrofizika  . - 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. IA típusú szupernóva modellek fénygörbéi különböző robbanási mechanizmusokkal  (angol)  // A&A. — 1993-03. — Vol. 270 . - P. 223-248 . — ISSN 0004-6361 .
4. ↑ Wolfgang Hillebrandt, Jens C. Niemeyer. Ia típusú szupernóva-robbanási modellek  // Astronomy and Astrophysics  éves áttekintése. — Éves Szemle, 2000-09. — Vol. 38 , iss. 1 . - P. 191-230 . — ISSN 1545-4282 0066-4146, 1545-4282 . - doi : 10.1146/annurev.astro.38.1.191 .
5. ↑ Wolfgang Hillebrandt, Jens C. Niemeyer . Ia típusú szupernóva-robbanási modellek // Annual Review of Astronomy and Astrophysics Vol. 38:191-230 (2000. szeptember).
6. ↑ Arnett, W. David.  A szupernóvák lehetséges modellje : 12 C robbanása // Asztrofizika és űrtudomány   : folyóirat. - 1969. - 1. évf. 5 . - P. 180-212 .
7. ↑ Fujimoto, M.Y. et al. A vörös szuperóriások burkának dinamikus instabilitása és a széndetonációs szupernóvák alsó tömeghatára // Astrophysics and Space Science, vol. 45, nov. 1976, p. 71-77.
8. ↑ V. A. Baturin, I. V. Mironova . A csillagok: felépítésük, életük és haláluk .

Linkek

• JINA: Type Ia Supernova Flame  Models
• A szénrobbanás  / deflagráció számítógépes szimulációja