ابرنواختر: مرگ ستاره های عظیم

ابرنواخترها پویاترین و پر انرژی ترین رویدادهایی هستند که در ستارگان شکل می گیرند. در زمان انفجار ابرنواختر بقدری نور از سطح ستاره آزاد می گردد که بخشی از کهکشان را که انفجار در آن رخ داده سرشار از نور می سازد.

با این انفجار مقدار زیادی انرژی به شکل نور مرئی و دیگر تشعشعات در کیهان آزاد می گردد.

دو نوع ابرنواختر داریم که هریک ویژگیها و دینامیک مختص خود را دارند. بیایید نگاهی به انواع ابرنواختر داشته باشیم:

ابرنواختر گونه ی اول

ستاره ها بیشتر حیاتشان را در دوره ای از فعالیت طی می کنند که رشته اصلی نامیده می شوند. این دوره با آتش گرفتن هسته ی ستاره به واسطه ی همجوشی هسته ای آغاز می گردد و زمانی به پایان می رسد که ستاره هیدروژن خود را مصرف می کند تا  در آن آتش دوام بیاورد. در این زمان گداخت عناصر سنگینتر آغاز میشود.

زمانی که رشته ی اصلی خاتمه یافت جرم ستاره است که تعیین می کند چه بر سر ستاره خواهد آمد. در ابرنواخترهای گونه ی اول که در منظومه های دو ستاره ای دیده می شوند ستاره هایی که قریب 1.4 جرم خورشید ما را دارند مراحل یا فازهای مختلفی را پشت سر می گذارند. آنها از فاز گداخت هیدروژن به فاز گداخت هلیم رفته و به این ترتیب از رشته ی اصلی خارج می شوند.

در این زمان هسته ی ستاره به اندازه ای گرما ندارد که کربن را گداخته نماید و نتیجتاً ستاره وارد فاز ابر غول سرخ می شود. در این فاز پوش بیرونی ستاره به تدریج در محیط اطراف حل شده و از ستاره کوتوله ی سفیدی در مرکز سحابی  سیاره ای باقی می ماند (کوتوله ی سفید باقی مانده ی هسته ی کربنی/اکسیژنی ستاره ی اصلیست).

کوتوله ی سفید میتواند مواد ستاره ی همراهش را جذب کند (این ستاره ی همراه می تواند در هر فازی باشد). عموماً میدان جاذبه ی کوتوله ی سفید میدانی قویست که قادر است مواد  ستاره ی همراه را جذب کند. مواد جذب شده به شکل حلقه ای دور کوتوله ی سفید را می گیرند که به آن قرص بر افزایشی می گویند. با جمع شدن مواد و سنگین شدنشان، این مواد به سطح ستاره سقوط می کنند. به تدریج زمانی که جرم کوتوله ی سفید به 1.38 خورشید ما رسید انفجار شدیدی رخ می دهد که به آن ابرنواختر گونه ی اول می گویند.

البته ابرنواختر نوع اول خود چند گونه ی فرعی دارد. مثلاً ممکن است به جای جذب مواد از ستاره ی رشته ی اصلی دو کوتوله ی سفید باهم ترکیب شوند. همچنین چنین پنداشته می شود که ابرنواختر  گونه ی اول باعث بوجود آمدن انفجارهای پرتو گاما (GRB) باشد. این رخداد پر توان ترین و پر نورترین پدیده ی کیهان است. با این حال انفجارهای پرتو گاما ممکن است در نتیجه ی ترکیب دو ستاره ی نوترونی باشند نه دو کوتوله ی سفید  (مانند چیزی که در زیر مورد اشاره قرار داده ایم)

ابرنواختر گونه ی دوم

بر خلاف ابرنواختر گونه ی اول، ابرنواخترهای گونه ی دوم زمانی بوجود می آیند که ستاره ای ایزوله و بسیار عظیم به پایان حیاتش می رسد. با اینکه ستاره هایی به اندازه ی خورشید ما نمیتوانند به قدر کافی انرژی در هسته هایشان داشته باشند که از مرحله ی گداخت کربنی فراتر روند ستاره های بزرگتر (که بیش از 8 برابر جرم خورشید را دارند) می توانند تا حد عناصر خانواده ی آهن را هم با گداخت روبرو سازند. گداخت آهن انرژی بیشتری از موجودی ستاره دارد بنابراین زمانی که ستاره سعی در گداخت آهن کند پایان کار ستاره بسیار بسیار نزدیک است.

زمانی که گداخت در هسته کاهش می یابد هسته بدلیل کشند شدید کوچک می شود و بخش بیرونی ستاره درون هسته می رسزد و انفجاری عظیم رخ می دهد. بسته به جرم هسته پس از این اتفاق ستاره به ستاره ی نوترونی یا چاله ی سیاه تبدیل می شود.

اگر جرم هسته بین 1.4 تا 3 برابر خورشید باشد هسته ی ستاره به شکل ستاره ی نوترونی در خواهد آمد. در این زمان هسته در هم فشرده شده و فرآیندی به نام فرآیند نوترونی شدن در آن آغاز می شود. طی این فرآیند پروتونهای هسته با الکترونهای فوق العاده پر انرژی برخورد می کنند و نوترونها را تشکیل می دهند. با این اتفاق هسته سخت تر شده و امواج شوک را به ماده ای که روی هسته می افتد می فرستد. ماده ی خارجی ستاره هم با این اتفاق به محیط اطراف پرتاب شده و ابرنواختر را تشکیل می دهد. تمام این اتفاقات به چشم بهم زدنی رخ می دهند.

اگر جرم هسته بیش از 3 برابر جرم خورشید شود هسته نخواهد توانست نیروی کشند شدید خود را تاب بیاورد و هسته به شکل چاله ی سیاه در خواهد آمد. این فرآیند هم امواج شوکی را متساعد می کند که مواد خارجی را به محیط اطراف پرتاب کرده و نتیجتاً ابرنواختر مشابه ابرنواختر ناشی از هسته ی ستاره ی نوترونی تولید می شود.

در هر دو صورت چه ستاره ی نوترونی و چه چاله ی سیاه تشکیل شود هسته به عنوان باقیمانده ی انفجار باقی می ماند و باقی ستاره به فضا پرتاب شده و محیط اطراف و سحابی ها را با عناصر سنگین آکنده می کند که مورد نیاز برای تولید ستاره ها و سیارات جدید هستند.

منبع: About