Что такое сверхновая звезда. Типы сверхновых

Сверхновая звезда  — относительно новый термин. В разных источниках до сих пор можно найти описание различие между новыми и сверхновыми. С давних времен «новыми» называли звезды, которые возникали на небосклоне практически на пустом месте, после чего постепенно угасали. Таковыми их видели земные наблюдатели. Первые «новые» известны ещё по китайским летописям, датируемым вплоть до второго тысячелетия до нашей эры. К примеру, именно сверхновую в 1571 году наблюдал Тихо Браге, который впоследствии ввёл термин «новая звезда».

Древние наблюдатели не задумывались о том, что яркое небесное тело на небосклоне может быть итогом разных процессов. И лишь с появлением телескопов различия были обнаружены. Оказалось, что то, что мы называем сверхновой звездой – это взрыв звезды.

О новых и сверхновых звездах

Термин «сверхновая» не использовался до 1930-х годов. Первым его использовали Уолтер Бааде и Фриц Цвикки из Обсерватории Маунт-Вильсон, в связи со взрывоподобным событием, которое они наблюдали, названным S Andromedae (также известным как SN 1885A). Это событие произошло в галактике Андромеда. Они предположили, что сверхновые возникают, когда обычные звезды сталкиваются с нейтронными.
Судя по всему, до сих пор существует путаница между новыми и сверхновыми. Одни источники все взрывы звезд классифицируют как сверхновые, присваивая им типы II, Iа, Ib, Ic. Другие источники тип Iа относят именно в новым звездам, а сверхновые звезды делят на I и II тип.
И все-таки считаю термин «новая» устаревшим. Произошла эволюция наименования и все подобные взрывы во Вселенной стали звать сверхновыми звездами. Различия между ними в том, что:
  • в одних случаях это термоядерный взрыв на поверхности небольшой плотной звезды, белого карлика. Вспышки могут повторяться, если на белый карлик перетекает богатое водородом вещество с соседней звезды в двойной системе.
  • в других случаях — катастрофический коллапс ядра массивной звезды с полным разрушением окружающих его слоев.
В первом случае вспышка говорит о рождении новой звезды, а во втором — знаменует гибель звезды.

История наблюдений сверхновых

Различные цивилизации описывали сверхновые еще задолго до того, как был изобретен телескоп. Самая ранняя зарегистрированная сверхновая — RCW 86 (современное обозначение). Китайские астрономы наблюдали ее в 185 году нашей эры. Их записи показывают, что эта «новая звезда» оставалась на небе в течение восьми месяцев.

До начала 17 века, до того как стали доступны телескопы, по данным Британской энциклопедии было зарегистрировано семь сверхновых звезд.

сверхновая звезда

Тот участок Вселенной, который известен у нас как Крабовидная туманность, является остатком самой известной из этих зафиксированных в прошлые века сверхновых. Китайские и корейские астрономы зафиксировали в своих записях этот звездный взрыв в 1054 году. Юго-западные индейцы, возможно, тоже его видели (согласно наскальным рисункам, которые обнаружены в Аризоне и Нью-Мексико). Сверхновая, образовавшая Крабовидную туманность, была настолько яркой, что астрономы могли видеть ее даже днем.

Другие сверхновые, которые были обнаружены до того, как был изобретен телескоп, произошли в 393, 1006, 1181, 1572 (изучены знаменитым астрономом Тихо Браге) и в 1604 годах. Браге писал о своих наблюдениях за «новой звездой» в своей книге «De Stella Nova», что и породило название «новая». Новая отличается от сверхновой. Оба являются внезапными вспышками яркости, когда горячие газы вырываются наружу, но для сверхновой звезды этот взрыв является катастрофическим и означает конец жизни звезды.

сверхновая звезда

Типы сверхновых

Естественно, самый первый вопрос, вставший перед исследователями сверхновых, был — одинаковы ли они, а если нет, то насколько отличаются и поддаются ли классификации.

Анализ спектров сверхновых позволил сделать важные выводы: в оболочках, выброшенных при вспышке сверхновых I типа, почти нет водорода; в то время как состав оболочек сверхновых II типа почти такой же, как у солнечной атмосферы.

Механизмы взрыва сверхновых I и II типа различны, будут описаны ниже.

Более просто — к сверхновым I типа относятся взрывы белых карликов массой до 1.4 солнечной, а  сверхновые II типа имеют исходную массу в 8-15 раз больше Солнца.

Сверхновые I типа имеют более короткий период пика блеска (2–3 дня), по сравнению со сверхновыми второго типа. В спектре звезды отсутствует водород. В зависимости от состава спектра, сверхновые звезды первого классификационного типа условно разделяются на подтипы Ia, Ib и Ic. В объектах типа Ib и Ic, изначально отсутствует водород. Ic отличается от остальных подтипов отсутствием в спектре и следов гелия.

Главная особенность сверхновых II типа – наличие в спектре следов, указывающих на присутствие в составе водорода. Сверхновые второго типа условно разделяются на следующие подтипы: II-L, II-P, IIn и IIb.

Вспышка сверхновой звезды

Во время жизни огненного светила происходит непримиримая борьба между разнонаправленными силами. Всё заканчивается выделением колоссального количества энергии.

Механизм взрыва сверхновой I типа

В менее массивных звездах эволюция протекает по-своему. После горения водорода
ядро становится гелиевым, и начинается реакция превращения гелия в углерод. Однако
ядро не нагревается до такой высокой температуры, чтобы начались реакции синтеза с
участием углерода. Ядро не может выделять достаточно энергии и сжимается, однако в
этом случае сжатие останавливают электроны, находящиеся в веществе ядра. Ядро звезды
превращается в так называемый «белый карлик«, а оболочка рассеивается в пространстве
в виде планетарной туманности.

Если белый карлик находится в достаточно тесной двойной системе звезд, то может начаться перетекание вещества с обычной звезды на белый карлик. Масса белого карлика постепенно увеличивается, и когда она превосходит предельную — происходит взрыв, при котором идет быстрое термоядерное горение углерода и кислорода, превращающихся в радиоактивный никель.

Звезда полностью разрушается, а в расширяющейся оболочке идет радиоактивный распад никеля в кобальт и далее в железо, который дает энергию для свечения оболочки. Таким образом вспыхивают сверхновые типа Ia.

сверхновая звезда

Механизм взрыва сверхновой II типа

К центру звездной массы сжимает звезду изо всех сил гравитация, стараясь превратить огненный огромный шар в футбольный мячик. Термоядерные реакции, кипящие в толще звездных масс и на поверхности, стараются разорвать светило на мелкие кусочки. В толще юной звезды запасы водорода огромны, и благодаря постоянно протекающим реакциям образования гелия из атомов водорода, силы гравитации и термоядерных реакций находятся в относительном равновесии.

Но ничто не вечно, и за пару-тройку миллиардов лет запасы водорода истощаются и некогда активная звезда стареет. Ядро становится комком раскаленного гелия, по краям которого выгорает водород. В предсмертных конвульсиях догорают последние запасы водорода и вот уже небесное светило не в силах противостоять собственной гравитации. Звезда сжимается и уменьшается в несколько сотен тысяч раз. И единовременно практически весь запас звездной энергии высвобождается наружу.

Что такое сверхновая звезда. Типы сверхновых 1

Последний вздох умирающей звезды – яркая вспышка взрыва , что в летописях и трактатах наблюдатели-астрономы описывают как рождение сверхновой. Взрыв неимоверной мощи по яркости превосходит светимость целой галактики, а тяжелые элементы космический ветер разносит по межзвездному пространству.

Из остатков звезды образуются новые планеты в звездных системах, расположенных в сотнях световых лет от места, где произошла космическая трагедия. Железо, алюминий и другие металлы на нашей планете – и есть остатки некогда погибшей сверхновой звезды. После взрыва звезда превращается в нейтронную звезду или черную дыру, в зависимости от ее первоначальной массы.

Возможно, завтра они вспыхнут

Существует целый список, в который включены кандидаты в сверхновые звёзды. Конечно, достаточно сложно определить, когда именно произойдет взрыв. Вот ближайшие из известных:

  • IK Пегаса. Двойная звезда расположена в созвездии Пегас на удалении от нас до 150 световых лет. Её спутник – массивный белый карлик, который уже перестал производить энергию посредством термоядерного синтеза. Когда главная звезда превратится в красный гигант и увеличит свой радиус, карлик начнёт увеличивать массу за счёт неё. Когда его масса достигнет 1,44 солнечной, может произойти взрыв сверхновой.
  • Антарес. Красный сверхгигант в созвездие Скорпиона, от нас до него 600 световых лет. Компанию Антаресу составляет горячая голубая звезда.
  • Бетельгейзе. Подобный Антаресу объект, находится в созвездии Орион. Расстояние до Солнца от 495 до 640 световых лет. Это молодое светило (около 10 миллионов лет), но считается, что оно достигло фазы выгорания углерода. Уже в течение одного-двух тысячелетий мы сможем полюбоваться взрывом сверхновой.

Влияние на Землю

Сверхновая звезда, взорвавшись поблизости, естественно, не может не повлиять на нашу планету. Например, Бетельгейзе, взорвавшись, увеличит яркость примерно в 10 тысяч раз. Несколько месяцев звезда будет иметь вид сияющей точки, по яркости подобной полной Луне. Но если какой-либо полюс Бетельгейзе будет обращён на Землю, то она получит от звезды поток гамма-лучей. Усилятся полярные сияния, уменьшится озоновый слой. Это может оказать очень негативное влияние на жизнь нашей планеты. Всё это только теоретические расчёты, каким же фактически будет эффект взрыва этого супергиганта, точно сказать нельзя.

Поделиться этой записью

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.