ابرنواختر چیست؟

پدیده ابرنواختر زمانی رخ می‌دهد که یک ستاره به پایان عمر خود می‌رسد و دچار یک انفجار عظیم و درخشان می‌شود. ابرنواخترها گاهی ممکن است برای مدت کوتاهی از کل کهکشان‌ها درخشان‌تر باشند و انرژی بیشتری نسبت به خورشید ما در طول عمر خود ساطع کنند. آن‌ها همچنین منبع اصلی عناصر سنگین در جهان هستند.

سحابی خرچنگ مشهورترین باقیمانده یک ابرنواختر است که اولین بار توسط ستاره‌شناسان چینی و کره‌ای مشاهده شد. ابرنواختری که سحابی خرچنگ را به‌ وجود آورد، به‌قدری درخشان بود که ستاره شناسان می‌توانستند آن را در طول روز ببینند. برای آشنایی بیشتر با این پدیده جذاب تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

ابرنواختر چیست؟

ابرنواختر انفجار یک ستاره بزرگ است و انواع مختلفی دارد. ابرنواخترها را می‌توان به‌ طور کلی به دو نوع اصلی فرار حرارتی یا فروپاشی هسته تقسیم کرد.

نوع اول در منظومه‌های ستاره‌ای دوتایی اتفاق می‌افتد که در آن حداقل یکی از ستاره‌ها کوتوله سفید است که معمولا با نام Type Ia SNe شناخته می‌شود. همان‌ طور که گاز ستاره همراه روی کوتوله سفید انباشته می‌شود، کوتوله سفید به‌ تدریج فشرده می‌شود. در نهایت، یک واکنش هسته‌ای داخل آن ایجاد می‌شود که نتیجه آن طغیان ابرنواختر بزرگ است. ستاره‌شناسان از ابرنواخترهای نوع Ia به‌ عنوان شمع‌های استاندارد برای اندازه‌گیری فواصل کیهانی استفاده می‌کنند، زیرا فرض بر این است که همه آن‌ها در اوج خود با درخشندگی یکسان می‌سوزند.

نوع دوم زمانی اتفاق می‌افتد که ستاره‌هایی با جرم بیشتر از ۸ برابر جرم خورشید ما دچار فروپاشی شده و منفجر می‌شوند. سوخت هیدروژن و سپس هلیوم هسته این ستاره‌ها در نهایت تمام می‌شود، ولی جرم و فشار کافی برای ذوب کربن خواهند داشت. در مرحله بعد، عناصر سنگین‌تر به‌ تدریج در مرکز ستاره جمع می‌شوند و لایه‌های پیاز مانندی را از مواد تشکیل می‌دهند. در این لایه‌ها، عناصر هر چه بیرونی‌تر باشند سبک‌تر هستند. وقتی هسته ستاره از یک جرم خاص (حد چاندراسخار) فراتر می‌رود، شروع به انفجار می‌کند. به‌ همین دلیل است که ابرنواخترهای نوع دوم به‌ عنوان ابرنواخترهای فروپاشی هسته شناخته می شوند.

 

بعد از یک ابرنواختر چه اتفاقی می‌افتد؟

بعد از یک سوپرنوا، چند اتفاق مختلف ممکن است رخ دهد. گاهی بخشی از ستاره منفجرشده به یک سیاهچاله یا یک ستاره نوترونی تبدیل می‌شود. جرم باقیمانده نیز به انرژی تبدیل شده یا بر اثر نیروی انفجار به اطراف پرتاب می‌شود. این مواد پرتاب‌شده به بقایای ابرنواختر نیز شهرت دارند که نوعی سحابی است.

همچنین اگر ستاره منفجرشده جرم زیادی داشته باشد، ممکن است در طول ابرنواختر یک انفجار طولانی پرتو گاما نیز اتفاق بیافتد. بخشی از مواد حاصل از انفجار دور سیاهچاله یا ستاره نوترونی پدیدارشده می‌چرخند و سپس از طریق یک فواره با سرعتی نزدیک به سرعت نور به بیرون پرتاب می‌شوند. از آن‌جایی که این مواد بسیار سریع حرکت می‌کنند، فوتون‌ها را با انرژی‌های پرتو گامای بسیار بالا ساطع می‌کنند که همان انفجار پرتو گاما است.

چه چیزی شروع یک ابرنواختر را نشان می‌دهد؟

در ابرنواختر نوع یکم ای، فرایند ابرنواختر زمانی اتفاق می‌افتد که کوتوله سفید در منظومه دوتایی جرم بیش از حد ایجاد کند (چیزی بیش از ۱.۴۴ برابر جرم خورشید ما).

علت دقیق انفجار هنوز مشخص نیست اما بسیاری از دانشمندان اعتقاد دارند که جرم اضافی باعث گرم شدن هسته کوتوله سفید می‌شود که فشار و انرژی زیادی داخل آن ایجاد می‌کند. در نتیجه، ستاره به‌ شدت منفجر می‌شود.

در ابرنواختر نوع فروپاشی هسته، شروع ابرنواختر زمانی است که هسته ستاره شروع به ادغام سیلیکون و آهن می‌کند. معمولا وقتی عناصر با عناصر سنگین‌تر ادغام می‌شوند، انرژی آزاد می‌شود و این انرژی است که از سقوط ستاره به درون خود جلوگیری می‌کند.

با‌ این‌ حال، آهن یک عنصر ویژه است که برای ادغام شدن با عناصر دیگر نیاز به جذب انرژی دارد. وقتی ستاره شروع به ساخت آهن می‌کند، آهن انرژی می‌گیرد و ستاره شروع به فروپاشی می‌کند. سپس ستاره به‌ سرعت فرو می‌ریزد و وقتی که هسته به چگالی بحرانی می‌رسد، نیروی گرانشی هسته‌ای بر آن غلبه می‌کند که دافعه می‌شود و ماده به‌ شدت به بیرون رانده می‌شود.

برای اطلاع از مقاله ستاره‌ها چگونه متولد می‌شوند و می‌میرند؟ روی لینک کلیک کنید.

مرگ ستاره‌ها

بر اساس پژوهش‌های آژانس فضایی اروپا، به‌ طور متوسط هر ۵۰ سال یک بار یک سوپرنوا در کهکشانی به اندازه کهکشان راه شیری رخ می‌دهد. به‌ عبارت دیگر هر ۱۰ ثانیه یا بیشتر، یک ستاره در جایی از جهان منفجر می‌شود.

حدود ۱۰ میلیون سال پیش، خوشه‌ای از سوپرنواها یک حباب محلی را ایجاد کردند. این حباب گازی به طول ۳۰۰ سال نوری شبیه بادام زمینی است که در محیط بین‌ستاره‌ای که منظومه شمسی ما را احاطه کرده، قرار دارد.

نحوه مرگ یک ستاره تا حدودی به جرم آن بستگی دارد. مثلا، خورشید ما جرم کافی برای انفجار به‌ عنوان یک سوپرنوا را ندارد. این خبر خوبی برای زمین نیست. زیرا وقتی که خورشید سوخت هسته‌ای خود را تمام کند، شاید چند میلیارد سال دیگر، به غول قرمز تبدیل می‌شود.

سپس قبل از اینکه به‌ تدریج سرد شده و به یک کوتوله سفید تبدیل شود، احتمالا جهان ما را تبخیر خواهد کرد. اگر یک ستاره جرم کافی داشتن باشد، می‌تواند در یک انفجار آتشین بسوزد.

بررسی و تماشای سوپرنوا

مطالعه‌های اخیر نشان داده‌اند که سوپرنواها مانند بلندگوهای بزرگ مرتعش می‌شوند و قبل از انفجار یک صدای قابل‌ شنیدن ساطع می‌کنند.

در سال ۲۰۰۸، دانشمندان برای اولین بار یک سوپرنوا را در حال انفجار شکار کردند. «آلیسیا سودربرگ» اخترشناس، در حالیکه به صفحه کامپیوتر خود نگاه می‌کرد، انتظار داشت لکه‌های کوچک درخشان یک سوپرنوا یک ماهه را ببیند. در عوض چیزی که او و همکارش دیدند، یک انفجار پرتو ایکس عجیب و فوق‌العاده درخشان پنج دقیقه‌ای بود.

به این ترتیب، آن‌ها اولین ستاره‌شناسانی بودند که یک ستاره را در حال انفجار شکار کردند. این سوپرنوا جدید SN 2008D نام گرفت. مطالعه‌های بیشتر نشان داده است که این سوپرنوا چند ویژگی غیرعادی دارد.

اخیرا، یک ابرنواختر کشف‌شده در کهکشان فرفره ستاره‌شناسان را هیجان‌زده کرده است. این ابرنواختر جدید که SN 2023ixf نامگذاری شده است و در فاصله ۲۱ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، توجه منجمان حرفه‌ای و مبتدی را در سراسر جهان به خود جلب کرده است.

نتیجه

تمدن‌های مختلف مدت‌ها قبل از اختراع تلسکوپ در قرن هفدهم، ابرنواخترها را ثبت کردند. قدیمی‌ترین ابرنواختر ثبت‌شده RCW 86 است که ستاره‌شناسان چینی آن را در سال ۱۸۵ پس از میلاد مشاهده کردند. بعد از اختراع تلسکوپ هم اطلاعات خوبی در مورد این سوپرنواها بدست آمد. تلسکوپ در بررسی این پدیده علمی نقش مهمی را ایفا کرده است.

شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از سایت موسسه طبیعت آسمان شب ابرنواخترها را تماشا کنید. خرید تلسکوپ می تواند شما را با دنیای جدیدی آشنا کند و از رصد اعماق آسمان لذت ببرید.

برای دانلود مقاله ابرنواختر چیست؟ روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ابرنواختر چیست؟ 

ابرنواختر چیست؟

ابرنواختر چیزی است که وقتی یک ستاره به پایان عمر خود می رسد و در یک انفجار درخشان از نور منفجر می شود اتفاق می افتد. ابرنواخترها می توانند برای مدت کوتاهی از کل کهکشان ها بدرخشند و انرژی بیشتری نسبت به خورشید ما در طول عمر خود ساطع کنند. ابر نواخترها می توانند برای مدت کوتاهی از کل کهکشان ها بدرخشند و انرژی بیشتری نسبت به خورشید ما در طول عمر خود ساطع کنند. آنها همچنین منبع اصلی عناصر سنگین در جهان هستند. به گفته ناسا، ابرنواخترها "بزرگترین انفجاری هستند که در فضا رخ می دهد."

✅ ابرنواختر چیست؟

ابرنواختر انفجار یک ستاره عظیم است. انواع مختلفی از ابرنواخترها وجود دارد، اما آنها را می توان به طور کلی به دو نوع اصلی تقسیم کرد: فرار حرارتی یا فروپاشی هسته. این نوع اول در سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی اتفاق می‌افتد که در آن حداقل یک ستاره یک کوتوله سفید است و معمولاً نوع Ia SNe نامیده می‌شود. نوع دوم زمانی اتفاق می افتد که ستارگانی با جرم بیشتر از 8 برابر جرم خورشید ما روی خود فرو می ریزند و منفجر می شوند. انواع مختلفی از هر یک از این SNe وجود دارد که هر کدام بر اساس عناصری که در طیف آنها دیده می شود طبقه بندی می شوند.

ابرنواختر چیست؟

✅ بعد از یک ابرنواختر چه اتفاقی می افتد؟

پس از یک ابرنواختر، چند اتفاق مختلف ممکن است رخ دهد. گاهی اوقات ستاره منفجر شده تا حدی به یک سیاهچاله یا یک ستاره نوترونی فرو می ریزد و بقیه جرم به انرژی تبدیل می شود یا از نیروی انفجار منفجر می شود. گاهی اوقات به این ماده منفجر شده «بقایای ابرنواختر» می گویند که نوعی سحابی است. گاهی اوقات اگر ستاره منفجر شده بسیار پرجرم بود، در طول ابرنواختر، یک انفجار طولانی پرتو گاما نیز می تواند اتفاق بیفتد! برخی از مواد ریخته شده به دور سیاهچاله حاصل یا یک ستاره نوترونی می چرخند و سپس از طریق یک جت با سرعتی نزدیک به سرعت نور به بیرون فرستاده می شوند. از آنجایی که ماده بسیار سریع حرکت می کند، می تواند فوتون ها را با انرژی های پرتو گامای بسیار بالا ساطع کند - این انفجار پرتو گاما است!

✅ چه چیزی شروع یک ابرنواختر را نشان می دهد؟

در یک ابرنواختر نوع 1a، فرآیند ابرنواختر زمانی اتفاق می‌افتد که کوتوله سفید در دوتایی جرم بیش از حدی ایجاد کند (چیزی بیش از 1.44 برابر جرم خورشید ما). علت دقیق انفجار هنوز یک منطقه فعال تحقیقاتی است، اما بسیاری فکر می کنند که جرم اضافی باعث می شود هسته کوتوله سفید گرم شود، که منجر به فشار و انرژی زیادی در داخل ستاره می شود که دیگر قادر به پشتیبانی نیست. ، و ستاره به شدت منفجر می شود. در نوع ابرنواختر فروپاشی هسته، شروع ابرنواختر زمانی مشخص می شود که هسته ستاره شروع به ذوب سیلیکون به آهن می کند. معمولاً وقتی عناصر به عناصر سنگین‌تر ادغام می‌شوند، انرژی آزاد می‌شود و این انرژی است که از سقوط ستاره به درون خود جلوگیری می‌کند. با این حال، آهن یک عنصر ویژه است که نیاز به جذب انرژی دارد تا در چیز دیگری ذوب شود. هنگامی که ستاره شروع به ساختن آهن می کند، آهن شروع به گرفتن انرژی می کند و ستاره شروع به سقوط به خود می کند. ستاره به سرعت (~1s) فرو می ریزد و هنگامی که هسته با چگالی بحرانی برخورد می کند، نیروی گرانشی هسته ای بر آن غلبه می کند که دافعه می شود و ماده به شدت به بیرون رانده می شود.

مرگ ستاره ها

✅ وقتی ستاره ها می میرند

بر اساس تحقیقات آژانس فضایی اروپا، به طور متوسط، یک ابرنواختر هر 50 سال یک بار در کهکشانی به اندازه کهکشان راه شیری رخ می دهد. به گفته وزارت انرژی ایالات متحده، این بدان معناست که یک ستاره در هر 10 ثانیه یا بیشتر در جایی در جهان منفجر می شود. حدود 10 میلیون سال پیش، خوشه ای از ابرنواخترها "حباب محلی" را ایجاد کردند، یک حباب گازی به طول 300 سال نوری و به شکل بادام زمینی در محیط بین ستاره ای که منظومه شمسی ما را احاطه کرده است.چگونگی مرگ یک ستاره تا حدی به جرم آن بستگی دارد. برای مثال خورشید ما جرم کافی برای انفجار به عنوان یک ابرنواختر را ندارد. (اگرچه اخبار برای زمین هنوز خوب نیست، زیرا زمانی که خورشید سوخت هسته‌ای خود را تمام کند، شاید چند میلیارد سال دیگر، به غول قرمز تبدیل شود که احتمالاً جهان ما را تبخیر خواهد کرد، قبل از اینکه به تدریج سرد شود و به رنگ سفید تبدیل شود. کوتوله.) اما با مقدار مناسب جرم، یک ستاره می تواند در یک انفجار آتشین بسوزد.

انواع ابر نواختر

✅ انواع ابرنواخترها

یک ستاره می تواند به یکی از دو روش به ابرنواختر تبدیل شود:

ابرنواختر نوع اول: یک ستاره ماده را از همسایه نزدیک خود جمع می کند تا زمانی که یک واکنش هسته ای فراری مشتعل شود.

ابرنواختر نوع دوم: سوخت هسته ای یک ستاره تمام می شود و تحت نیروی گرانش خود فرو می ریزد.

✅ سوپرنواهای نوع دوم

بیایید ابتدا به نوع دوم هیجان انگیزتر نگاه کنیم. برای اینکه یک ستاره به عنوان یک ابرنواختر نوع دوم منفجر شود، باید چندین برابر جرم خورشید باشد (برآوردها بین هشت تا 15 جرم خورشیدی دارند). مانند خورشید، در نهایت هیدروژن و سپس سوخت هلیوم در هسته اش تمام می شود. با این حال، جرم و فشار کافی برای ذوب کربن خواهد داشت. در مرحله بعد، به تدریج عناصر سنگین تری در مرکز جمع می شوند و ستاره لایه های پیاز مانندی از مواد را تشکیل می دهد که عناصر به سمت بیرون ستاره سبک تر می شوند. هنگامی که هسته ستاره از یک جرم خاص (به نام حد چاندراسخار) فراتر می رود، شروع به انفجار می کند. به همین دلیل، این ابر نواخترهای نوع دوم به عنوان ابرنواخترهای فروپاشی هسته نیز شناخته می شونددر نهایت، انفجار از هسته باز می گردد و مواد ستاره ای را به فضا می راند و ابر نواختر را تشکیل می دهد. چیزی که باقی می ماند یک جرم فوق چگال به نام ستاره نوترونی است، جرمی به اندازه شهر که جرم خورشید را در فضای کوچکی جمع می کند. زیرمجموعه‌های ابرنواختر نوع دوم بر اساس منحنی‌های نورشان طبقه‌بندی می‌شوند که چگونگی تغییر شدت نور در طول زمان را توصیف می‌کنند. نور ابرنواخترهای نوع 2-L پس از انفجار به طور پیوسته کاهش می یابد، در حالی که نور ابر نواخترهای نوع 2-P قبل از کاهش مدت طولانی تری ثابت می ماند. هر دو نوع دارای امضای هیدروژن در طیف های خود هستند. ستاره شناسان فکر می کنند ستارگانی با جرم بسیار بیشتر از خورشید (حدود 20 تا 30 جرم خورشید) ممکن است به عنوان یک ابر نواختر منفجر نشوند. در عوض، آنها فرو می ریزند و سیاهچاله ها را تشکیل می دهند.

برای اطلاع از مقاله همه چیز در مورد سیاهچاله ها بر روی لینک کلیک کنید.

✅ ابرنواخترهای نوع یک

فاقد امضای هیدروژنی در طیف نوری خود هستند و عموماً تصور می‌شود که از ستاره‌های کوتوله سفید در یک سیستم ستاره‌ای دوتایی نزدیک سرچشمه می‌گیرند. همانطور که گاز ستاره همراه روی کوتوله سفید انباشته می شود، کوتوله سفید به تدریج فشرده می شود. در نهایت یک واکنش هسته ای فراری را در داخل ایجاد می کند که در نهایت منجر به طغیان ابر نواختر فاجعه آمیز می شود. ستاره شناسان از ابرنواخترهای نوع 1a به عنوان "شمع های استاندارد" برای اندازه گیری فواصل کیهانی استفاده می کنند زیرا تصور می شود همه آنها در اوج خود با درخشندگی یکسان می سوزند. ابرنواخترهای نوع 1b و 1c نیز مانند ابر نواخترهای نوع دوم دچار فروپاشی هسته می شوند، اما بیشتر لایه هیدروژنی بیرونی خود را از دست داده اند. در سال 2014، دانشمندان ستاره همدم کم نور و غیرقابل تشخیص یک ابرنواختر نوع 1b را شناسایی کردند. این جستجو دو دهه طول کشید، زیرا ستاره همراه بسیار ضعیف‌تر از ابرنواختر درخشان می‌درخشید.

تماشای ابر نواختر

✅ تماشای یک سوپرنوا

مطالعات اخیر نشان داده است که ابر نواخترها مانند بلندگوهای غول پیکر مرتعش می شوند و قبل از انفجار یک زمزمه شنیداری ساطع می کنند. در سال 2008، دانشمندان برای اولین بار یک ابر نواختر را در حال انفجار شکار کردند. آلیسیا سودربرگ، اخترشناس، در حالی که به صفحه کامپیوتر خود نگاه می‌کرد، انتظار داشت لکه‌های کوچک درخشان یک ابر نواختر یک ماهه را ببیند. اما چیزی که او و همکارش در عوض دیدند یک انفجار پرتو ایکس عجیب و فوق العاده درخشان پنج دقیقه ای بود.

نتیجه

با این مشاهدات، آنها اولین ستاره شناسانی بودند که یک ستاره را در حال انفجار شکار کردند. ابرنواختر جدید SN 2008D نام گرفت. مطالعات بیشتر نشان داده است که این ابر نواختر دارای برخی خواص غیرعادی است. پائولو ماتزالی، اخترفیزیکدان ایتالیایی در رصدخانه پادووا و مکس، می‌گوید: «مشاهدات و مدل‌سازی‌های ما نشان می‌دهد که این یک رویداد نسبتاً غیرعادی است، که بهتر می‌توان آن را از نظر جسمی که در مرز بین ابرنواخترهای معمولی و انفجارهای پرتو گاما قرار دارد، درک کرد. موسسه اخترفیزیک پلانک در مصاحبه ای در سال 2008 به Space.com گفت. اخیراً، ستاره شناسان درباره یک ابرنواختر تازه کشف شده در کهکشان فرفره هیجان زده شده اند. این ابرنواختر جدید با نام SN 2023ixf و در فاصله 21 میلیون سال نوری از زمین، توجه منجمان حرفه‌ای و آماتور در سراسر جهان را به خود جلب می‌کند که تلسکوپ‌ها و دوربین‌های خود را به سمت نقطه می‌چرخانند تا این پدیده کمی نادر را مشاهده کنند. در انتها باید به این نکته اشاره کرد که برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نجوم و فضا می توانید به سایت آسمان شب مراجعه کنید.

برای دانلود مقاله ابر نواختر چیست؟ روی لینک کلیک کنید

 منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ابرنواختر چیست؟