Supernovae: The Deaths of Massive Stars

Le supernovae sono le cose più distruttive che possono accadere alle stelle più imponenti del Sole. Quando si verificano queste catastrofiche esplosioni, rilasciano abbastanza luce per eclissare la galassia dove esisteva la stella. Quello è Un sacco di energia rilasciata sotto forma di luce visibile e altre radiazioni! Possono anche far saltare in aria la stella.

Esistono due tipi noti di supernovae. Ogni tipo ha le sue caratteristiche e dinamiche particolari. Diamo un'occhiata a cosa sono le supernovae e come si verificano nella galassia.

Per capire una supernova, è importante sapere alcune cose sulle stelle. Trascorrono la maggior parte della loro vita attraversando un periodo di attività chiamato essere sul sequenza principale. Inizia quando fusione nucleare si accende nel nucleo stellare. Termina quando la stella ha esaurito l'idrogeno necessario per sostenere quella fusione e inizia a fondere elementi più pesanti.

Quando una stella lascia la sequenza principale, la sua massa determina cosa succede dopo. Per le supernove di tipo I, che si verificano nei sistemi stellari binari, le stelle che sono circa 1,4 volte la massa del nostro Sole attraversano diverse fasi. Passano dalla fusione dell'idrogeno alla fusione dell'elio. A quel punto, il nucleo della stella non ha una temperatura sufficientemente elevata da fondere il carbonio, e quindi entra in una fase super-gigante rossa. L'inviluppo esterno della stella si dissipa lentamente nel mezzo circostante e lascia un nano bianco (il residuo carbonio / nucleo di ossigeno della stella originale)

Fondamentalmente, il nano bianco ha una forte attrazione gravitazionale che attira materiale dal suo compagno. Quella "roba da star" si raccoglie in un disco attorno al nano bianco, noto come disco di accrescimento. Quando il materiale si accumula, cade sulla stella. Ciò aumenta la massa del nano bianco. Alla fine, quando la massa aumenta a circa 1,38 volte la massa del nostro Sole, la stella esplode in una violenta esplosione nota come supernova di tipo I.

Ci sono alcune variazioni su questo tema, come la fusione di due nane bianche (invece dell'accrescimento del materiale da una stella della sequenza principale sul suo compagno nano).

A differenza delle supernovae di tipo I, le supernove di tipo II capitano a stelle molto grandi. Quando uno di questi mostri raggiunge la fine della sua vita, le cose vanno rapidamente. Considerando che stelle come il nostro Sole non avranno abbastanza energia nei loro nuclei per sostenere la fusione oltre il carbonio, più grandi le stelle (più di otto volte la massa del nostro Sole) alla fine fonderanno elementi fino al ferro nel nucleo. La fusione di ferro richiede più energia di quella disponibile dalla stella. Una volta che una tale stella cerca di fondere il ferro, una fine catastrofica è inevitabile.

Una volta che la fusione cessa nel nucleo, il nucleo si contrae a causa dell'immensa gravità e la parte esterna della stella "cade" sul nucleo e rimbalza per creare una massiccia esplosione. A seconda della massa del nucleo, diventerà a stella di neutroni o buco nero.

Se la massa del nucleo è compresa tra 1,4 e 3,0 volte la massa del Sole, il nucleo diventerà una stella di neutroni. Questa è semplicemente una grande palla di neutroni, strettamente unita dalla gravità. Succede quando il nucleo si contrae e subisce un processo noto come neutronizzazione. È qui che i protoni nel nucleo si scontrano con elettroni ad altissima energia per creare neutroni. In questo caso il nucleo si irrigidisce e invia onde d'urto attraverso il materiale che cade sul nucleo. Il materiale esterno della stella viene quindi espulso nel mezzo circostante creando la supernova. Tutto questo accade molto rapidamente.

Se la massa del nucleo della stella morente fosse maggiore di tre o cinque volte la massa del Sole, allora il nucleo non sarà in grado di sostenere la sua immensa gravità e collasserà in un buco nero. Questo processo creerà anche onde d'urto che spingono il materiale nel mezzo circostante, creando lo stesso tipo di supernova del tipo di esplosione che crea una stella di neutroni.

In entrambi i casi, sia che si crei una stella di neutroni o un buco nero, il nucleo viene lasciato indietro come residuo dell'esplosione. Il resto della stella viene espulso nello spazio, seminando lo spazio vicino (e le nebulose) con elementi pesanti necessari per la formazione di altre stelle e pianeti.

• Le supernova sono disponibili in due versioni: Tipo 1 e Tipo II (con sottotipi come Ia e IIa).
• Un'esplosione di supernova spesso fa esplodere una stella, lasciandosi alle spalle un nucleo enorme.
• Alcune esplosioni di supernova provocano la creazione di buchi neri di massa stellare.
• Stelle come il Sole NON muoiono come supernovae.

Modificato e aggiornato da Carolyn Collins Petersen.