Наднові зірки - зірки, які закінчують свою еволюцію в катастрофічному вибуховому процесі.
Терміном «наднові» були названі зірки, які спалахували набагато (на порядки) сильніше так званих «нових зірок». Насправді, ні ті, ні інші фізично новими не є, завжди спалахують уже існуючі зірки. Але в декількох історичних випадках спалахували ті зірки, які раніше були на небі практично або повністю не видно, що і створювало ефект появи нової зірки.
Фізика наднових зірок
Наднові II типу
За сучасними уявленнями, термоядерний синтез призводить з часом до збагачення складу внутрішніх областей зірки важкими елементами. В процесі термоядерного синтезу і освіти важких елементів зірка стискається, а температура в її центрі зростає. (Ефект негативної теплоємності гравитирующего невиродженого речовини.) Якщо маса зірки достатньо велика, то процес термоядерного синтезу доходить до логічного завершення з утворенням ядер заліза і нікелю, а стиснення триває. При цьому термоядерні реакції триватимуть тільки в деякому шарі зірки навколо центрального ядра - там, де ще залишилося невигорілі термоядерна паливо. Центральне ядро стискається все сильніше, і в певний момент через тиск в ньому починають йти реакції нейтронізаціі - протони починають поглинати електрони, перетворюючись на нейтрони. Це викликає швидку втрату енергії, що буря утворюються нейтрино (т.зв. нейтринне охолодження), так що ядро зірки стискається і охолоджується. Процес колапсу центрального ядра настільки швидкий, що навколо нього утворюється хвиля розрідження. Тоді слідом за ядром до центру зірки спрямовується і оболонка. Далі відбувається відскік речовини оболонки від ядра і утворюється поширювана назовні ударна хвиля, яка ініціює термоядерні реакції. При цьому виділяється достатня енергія для скидання оболонки наднової з великою швидкістю. Важливе значення має процес підживлення ударної хвилі енергією виходять з центральної області нейтрино. Такий механізм вибуху відноситься до наднових II типу (SN II). Як показує чисельне моделювання, ударна хвиля відскоку не призводить до вибуху наднової. Вона зупиняється на відстані приблизно 100-200 км від центру зірки. Облік обертання і наявності магнітного поля дозволяє чисельно змоделювати вибух наднової (магніторотаціонний механізм вибуху наднових з коллапсирующие ядром). Вважається, що освітою наднової II типу закінчується еволюція всіх зірок, початкова маса яких перевищує 8-10 мас Сонця. Після вибуху залишається нейтронна зірка або чорна діра, а навколо цих об'єктів в просторі деякий час існують залишки оболонок зірки, що вибухнула у вигляді розширюється газової туманності.
Наднові Ia типу
Кілька іншим виглядає механізм спалахів наднових зірок Іа типу (SN Ia). Це так звана термоядерна наднова, в основі механізму вибуху якої лежить процес термоядерного синтезу в щільному вуглецево-кисневому ядрі зірки. Попередниками SN Ia є білі карлики з масою, близькою до Чандрасекаровскому межі. Прийнято вважати, що такі зірки можуть утворюватися при перетікання речовини від другої компоненти подвійної зоряної системи. Це відбувається, якщо друга зірка системи виходить за межі своєї порожнини Роша або відноситься до класу зірок зі сверхінтенсівним зоряним вітром. При збільшенні маси білого карлика поступово збільшується його щільність і температура. Нарешті, при досягненні температури порядку 3108 K, виникають умови для підпалювання вуглецево-кисневої суміші. Від центру до зовнішніх шарів починає поширюватися фронт горіння, залишаючи за собою продукти горіння - ядра групи заліза. Поширення фронту горіння відбувається в повільному дефлаграційне режимі і є нестійким до різних видів збурень. Найбільше значення має Релей-Тейлоровской нестійкість, яка виникає через дії сили Архімеда на легкі і менш щільні продукти горіння, в порівнянні з щільною вуглецево-кисневої оболонкою. Починаються інтенсивні великомасштабні конвективні процеси, що призводять до ще більшого посилення термоядерних реакцій і виділення необхідної для скидання оболонки наднової енергії (
1051 ерг). Швидкість фронту горіння збільшується, можлива турбулізація полум'я і утворення ударної хвилі в зовнішніх шарах зірки.
Інші типи наднових
Існують також SN Ib і Ic, попередниками яких є масивні зірки в подвійних системах, на відміну від SN II, попередниками яких є поодинокі зірки.
теорія наднових
Закінченої теорії наднових зірок поки не існує. Усі пропоновані моделі є спрощеними і мають вільні параметри, які необхідно налаштовувати для отримання необхідної картини вибуху. В даний час в численних моделях неможливо врахувати всі фізичні процеси, що відбуваються в зірках і мають значення для розвитку спалаху. Закінченої теорії зоряної еволюції також не існує.
Зауважимо, що попередником відомої наднової SN 1987A, віднесеної до другого типу, є блакитний надгігант, а не червоний, як передбачалося до 1987 року в моделях SN II. Також, ймовірно, в її залишку відсутня компактний об'єкт типу нейтронної зірки або чорної діри, що видно зі спостережень.
Місце наднових у Всесвіті
Згідно з численними дослідженнями, після народження Всесвіту, вона була заповнена тільки легкими речовинами - воднем і гелієм. Всі інші хімічні елементи могли утворитися тільки в процесі горіння зірок. Це означає, що наша планета (і ми з вами) складаємося з речовини, що утворився в надрах доісторичної зірки і викинутого колись у вибуху наднової.
Див. також
• Акреція
• Білий карлик
• нейтрино охолодження
• Нейтронназірка
• Залишок наднової
• Межа Оппенгеймера - Волкова
• Межа Чандрасекара
• Пульсар