Наднові типу II
З Вікіпедії, безкоштовно encyclopedia
Наднові типу II утворюються в результаті швидкого колапсу ядра та різкого подальшого вибуху масивної зорі масою не менше 8 і не більше 40-50 мас Сонця (M☉)[1] . Цей тип вирізняють від інших типів наднових за наявністю водню у її спектрі. Наднові типу II переважно спостерігаються в місцях активного зореутворення, багатих на молоді масивні зорі - спіральних рукавах галактик та зонах H II, - але не в еліптичних галактиках, які здебільшого складаються зі старих маломасивних зір.
Зорі генерують енергію завдяки ядерному синтезу елементів. На відміну від Сонця, масивні зорі мають достатньо маси для синтезу елементів з атомною масою, більшою за масу водню та гелію, хоча і при все вищих температурах та тиску, що веде до значно коротшої тривалості життя таких зір. Тиск виродженого електроного газу та енергія, створена такими реакціями ядерного синтезу, достатні для протидії силі гравітації та утримують зорю від колапсу, підтримуючи зоряну рівновагу. Зоря в ядерному синтезі утворює все важчі елементи: починаючи синтез з водню, вона утворює гелій, потім вуглець і так далі аж до утворення залізно-нікелевого ядра. Ядерний синтез нікелю та заліза вже не дає виграша в енергії, тому подальший ядерний синтез припиняється і залізно-нікелеве ядро стає інертним. Через відсутність вироблення енергії, ядро стискається, протидіючи власній вазі і зовнішньому тиску, в основному, тиском виродженого електронного газу.
Коли маса стиснутого інертного ядра перевищує межу Чандрасекара (близько 1,4 M☉), електронного виродження стає недостатньо для протидії гравітації і підтримки зоряної рівноваги. За лічені секунди відбувається катаклізмічна імплозія ядра. Без підтримки внутрішнього ядра, яке стиснулось, зовнішнє ядро падає всередину під дією сили тяжіння та досягає швидкості до 23% швидкості світла, а раптове стиснення підвищує температуру внутрішнього ядра до 100 мільярдів К. Шляхом зворотного бета-розпаду утворюються нейтрони і нейтрино, вивільняючи до 1046 джоулів (100 foe) енергії протягом десятисекундного спалаху. Колапс внутрішнього ядра зупиняється виродженням нейтронів, що зупиняє імплозію та відкидає її назовні. Енергія такої спрямованої назовні ударної хвилі достатня для того, щоб прискорити оточуючу речовину зорі до другої космічної швидкості, утворюючи вибух наднової. Ударна хвиля та надзвичайно високі температури на короткий час дозволяють синтез елементів, важчих за залізо[2]. Залежно від початкової маси зорі, залишок ядра утворює нейтронну зорю або чорну діру. Через такий механізм вибуху, наднові цього типу також називають надновими з колапсом ядра.
Існують декілька підтипів наднових типу II, які класифікують за виглядом кривої блиску — графіка залежності світності від часу. Так, наднові типу II-L демонструють стабільне (лінійне) зниження яскравості після вибуху, а наднові типу II-P мають на кривій період повільнішого зниження (плато) яскравості, після чого йде лінійне зниження. Наднові типу Ib та Ic є також типом наднових колапсу ядра, але для масивних зір, які скинули зовнішні оболонки з водню та (для типу Ic) гелію, в результаті в їх спектрі ці елементи відсутні.