מדוע שמש מתפוצצת בסופרנובה?

[guprnds]

היות ורדיוסו קטן מאוד

הכוח מתכונתי לאחד חלקי הרדיוס בריבוע (בקירוב ניוטוני).

 

[הלוחש לכוכבים]

מדוע שמש מתפוצצת בסופרנובה?

ברגע שנגמר לשמש המימן (ואם היא מספיק גדולה) היא תיקרוס לתוך עצמה ואז תתפוצץ בפיצוץ אדיר... אבל מה בעצם גורם לפיצוץ הזה? איזה כוח גורם לכל החומר לעוף פתאום החוצה?

 

[guprnds]

עד כמה שידוע לי זו שאלה פתוחה

במהלך הקריסה מתרחשת דחיסה מיידית של כמויות עצומות של חומר. הטמפרטורות מגיעות למאות מיליארדי מעלות ומתאפשר היתוך לגרעינים כבדים (דוגמת אורניום, זהב). כתוצאה מכך מתחדש בבת אחת מלאי הדלק הגרעיני (כל החומר הקורס) וכמות אדירה של אנרגיה משתחררת בזמן קצר ביותר. רוב האנרגיה מושקע ביצירת ופליטת ניטרינים, חלק קטן יותר באנרגיה קינטית. אנרגיה זו משגרת החוצה במהירויות רלטיביסטיות כ- 70% ממסת הכוכב. זו פחות או יותר התמונה שיש לי בראש בעניין זה.

 

[הלוחש לכוכבים]

הבנתי, כי לפי ההסבר שקראתי תהליך ההיתוך "נתקע" בברזל

ורק הפיצוץ של הסופרנובה גורם ליצירת יסודות יותר כבדים. אז לפי מה שאתה אומר התהליך של יצירת יסודות כבדים יותר מברזל בעצם מתחיל עוד לפני הפיצוץ, והוא זה שגורם לפיצוץ... הבנתי נכון? ואללה מעניין!

 

[BigBadWolf]

יצירת הכבדים יותר לוקחת אנרגיה ולא מייצרת אותה

בחלק מהכוכבים אכן נוצרת ליבת ברזל עוד לפני הקריסה, אבל צריך לזכור שהכוכב גדול בהרבה מליבתו. בשכבות החיצוניות יותר נוצרים רק גרעינים קלים יותר כי הלחץ לא גבוה מספיק. כשהכוכב קורס השכבות האלו נדחסות ומתחילות תהליך של היתוך (עד ברזל) שמייצר אנרגיה. היתוך מעבר לברזל לא מייצר אנרגיה ולכן יכול רק לקרר את התגובה. זה קורה רק בזמן הפיצוץ עצמו.

 

[BigBadWolf]

הקריסה פנימה גורמת להיתוך גרעיני של אטומים כבדים יותר

התגובה הגרעינית המחודשת מייצרת גרעינים כבדים עוד יותר וגורמת לחימום מהיר של כל האטומים בסביבה. החום הרב גורם להתפשטות שהיא הפיצוץ.

 

[הלוחש לכוכבים]

תודה

נראה שתשובתך דיי תואמת לזו של guprnds.

 

[הלוחש לכוכבים]

ועוד שאלה

אם בסופרנובה כל החומר מועף כלפי חוץ, אז איך בעצם נוצר שם חור שחור? האם החומר שממנו מורכב חור שחור לא היה אמור לעוף החוצה גם? למה הוא נשאר שם? אשמח לתשובה גם על זה. תודה.

 

[BigBadWolf]

בסופר נובה מתפזרת רק המעטפת. עיקר החומר נשאר בפנים.

בכוכב קטן יחסית כמו השמש שלנו נוצר במרכז ננס לבן שמכיל את רוב המסה של הכוכב. כשהכוכב גדול יותר נוצר באמצע כוכב ניוטרונים וכשהכוכב עוד יותר גדול נוצר באמצע חור שחור. בכל המקרים רק המעטפת החיצונית של הכוכב מושלת.

 

[guprnds]

לעניות ידיעתי

כשבעים אחוז ממסת הכוכב מועפת החוצה ורק קצת יותר מעשרים אחוז ממנה קורסת פנימה. ההפרש הופך לאנרגיה טהורה.

 

[BigBadWolf]

נראה לי שזה תלוי במסה ההתחלתית של הכוכב

ראה גרף בתשובה לשאלה הזו: [URL]https://physics.stackexchange.com/questions/171617/how-much-mass-is-typically-ejected-from-a-supernova[/URL] להבנתי השטח בין שני הקווים השחורים העבים הוא מה שנפלט בזמן הסופרנובה והשטח שמתחת לקו השחור התחתון הוא מה שנשאר במרכז. לפי הגרף הזה, בכוכבים קטנים רוב המסה נפלטת בעוד שבכוכבים גדולים רוב המסה נשארת בתוצר המרכזי. מה שמעל הקו השחור העליון נפלט להבנתי לפני הסופרנובה כרוח סולארית.

 

[guprnds]

שים לב לסקלה הלוגריתמית בציר y

אם אני מבין את הגרף נכון, אפילו כוכב של 100 מסות שמש נשאר עם חור שחור שמסתו פחות מ-20 מסות שמש. הבה ניקח לדוגמא כוכב קורס בן 20 מסות שמש. כוכב הניטרונים שישאר ממנו יהיה בן 1.5 מסות שמש, כ- 15 מסות שמש יועפו לחלל (המרחק בין הקווים השחורים), והשאר לדעתי יאבד כקרינת נייטרינים וחום.

 

[BigBadWolf]

שני הצירים לוגריטמיים, רק שאחד מ-1 עד 100 והשני 10-100

לפי הגרף, כוכב שמסתו 100 מסות שמש ישיל במהלך חייו כ-72 מסות שמש (בערך, הערכה גסה מהגרף) עוד לפני הסופרנובה, כרוח סולארית. בסופרנובה יעופו עוד כ-7 מסות שמש ומסת החור השחור שישאר הוא כ-21 מסות שמש (עזוב לרגע הפיכת מסה לאנרגיה, זו כמות קטנה יחסית ואנחנו מדברים על הערכות גסות פה). לעומת זאת, כוכב שמסתו ההתחלתית היא 10 מסות שמש ישיל במהלך חייו כרוח סולארית כמות זניחה של מסה. תוך כדי הסופרנובה יעופו כ-8.9 מסות שמש (שוב, הערכה גסה מהגרף) וישאר כוכב ניוטרונים שמסתו כ-1.1 מסות שמש. כפי שאתה רואה הסופרנובה מעיפה רק קצת מהמסה כשמסת הכוכב גדולה אבל את רוב המסה כשמסת הכוכב קטנה. אני מסתמך פה רק על הגרף שצרפתי, שבא מפרסום בעיתונות מדעית, כי אינני אסטרופיזיקאי.

 

[guprnds]