การกำเนิดของดาวฤกษ์ ซูเปอร์โนวา ตอนที่ 2 การตายของดาวฤกษ์ การระเบิดของซูเปอร์โนวา ซูเปอร์โนวา วัฏจักรจักรวาลขององค์ประกอบทางเคมี ซูเปอร์โนวาประเภท Ia

ขณะสำรวจซากซูเปอร์โนวาที่ระเบิดเมื่อ 6 ปีก่อน นักดาราศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อพบดาวดวงใหม่ในบริเวณที่เกิดการระเบิด โดยส่องสว่างกลุ่มเมฆวัตถุที่อยู่รอบดาวฤกษ์นั้น ข้อค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ถูกนำเสนอในวารสาร ฟิสิกส์ดาราศาสตร์วารสารจดหมาย .

“เราไม่เคยเห็นการระเบิดประเภทนี้ยังคงสว่างเป็นเวลานานเช่นนี้ เว้นแต่จะมีอันตรกิริยากับไฮโดรเจนที่ดาวฤกษ์ปล่อยออกมาก่อนเกิดเหตุการณ์หายนะ แต่ไม่มีร่องรอยของไฮโดรเจนในการสังเกตการณ์ซุปเปอร์โนวานี้” Dan Milisavljevic ผู้เขียนหลักของการศึกษาจากมหาวิทยาลัย Purdue (สหรัฐอเมริกา) กล่าว

แตกต่างจากการระเบิดของดวงดาวส่วนใหญ่ที่จางหายไป SN 2012au ยังคงส่องสว่างต่อไปเนื่องจากมีพัลซาร์ที่เพิ่งกำเนิดใหม่อันทรงพลัง เครดิต: NASA, ESA และ J. DePasquale

การระเบิดของดาวฤกษ์หรือที่รู้จักกันในชื่อซูเปอร์โนวานั้นอาจสว่างมากจนสว่างกว่ากาแลคซีที่บรรจุดาวเหล่านั้นไว้ โดยปกติพวกมันจะ "หายไป" อย่างสมบูรณ์ภายในไม่กี่เดือนหรือหลายปี แต่บางครั้งเศษซากของการระเบิด "ยุบ" กลายเป็นเมฆก๊าซที่อุดมด้วยไฮโดรเจนและกลับมาสดใสอีกครั้ง แต่พวกมันจะส่องแสงอีกครั้งโดยไม่มีการรบกวนจากภายนอกได้หรือไม่?

เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ระเบิด ภายในของพวกมันจะ “พังทลาย” จนถึงจุดที่อนุภาคทั้งหมดกลายเป็นนิวตรอน หากดาวนิวตรอนที่เกิดขึ้นมีสนามแม่เหล็กและหมุนเร็วเพียงพอ ก็อาจกลายเป็นเนบิวลาลมพัลซาร์ได้ เป็นไปได้มากว่านี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับ SN 2012au ซึ่งตั้งอยู่ในกาแลคซี NGC 4790 ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีกันย์

“เมื่อเนบิวลาพัลซาร์สว่างเพียงพอ มันจะทำหน้าที่เหมือนหลอดไฟที่ส่องสว่างการปล่อยก๊าซภายนอกจากการระเบิดครั้งก่อน เรารู้ว่าซูเปอร์โนวาก่อให้เกิดดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวอย่างรวดเร็ว แต่เราไม่เคยมีหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับเหตุการณ์พิเศษนี้มาก่อน” Dan Milisavljevic กล่าวเสริม

ภาพพัลซาร์ Parus ถ่ายโดยหอดูดาวจันทราของ NASA เครดิต: นาซ่า

SN 2012au ในตอนแรกกลายเป็นสิ่งผิดปกติและแปลกประหลาดหลายประการ แม้ว่าการระเบิดจะไม่สว่างพอที่จะจัดเป็นซูเปอร์โนวาแบบ "ซูเปอร์ลูมินัล" แต่ก็มีพลังมหาศาลและคงอยู่ยาวนาน

“ถ้าพัลซาร์ถูกสร้างขึ้นที่ใจกลางของการระเบิด มันสามารถผลักออกและเร่งก๊าซได้ ดังนั้นในอีกไม่กี่ปีเราจะได้เห็นก๊าซที่อุดมด้วยออกซิเจน “หลบหนี” จากบริเวณที่เกิดการระเบิด SN 2012au” แดนอธิบาย มิลิซาฟเยวิช.

หัวใจที่เต้นรัวของเนบิวลาปู ที่ใจกลางมีพัลซาร์อยู่ เครดิต: NASA/ESA

ซุปเปอร์โนวาเหนือแสงเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิงในทางดาราศาสตร์ สิ่งเหล่านี้เป็นแหล่งที่เป็นไปได้ของคลื่นความโน้มถ่วง เช่นเดียวกับการระเบิดของรังสีแกมมาและการระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็ว แต่การทำความเข้าใจกระบวนการเบื้องหลังเหตุการณ์เหล่านี้ต้องเผชิญกับความยากลำบากในการสังเกต และมีเพียงกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปเท่านั้นที่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ไขปริศนาของแฟลร์เหล่านี้ได้

“นี่เป็นกระบวนการพื้นฐานในจักรวาล เราคงไม่อยู่ที่นี่ ถ้าไม่มีซุปเปอร์โนวา องค์ประกอบหลายอย่างที่จำเป็นสำหรับชีวิต รวมถึงแคลเซียม ออกซิเจน และธาตุเหล็ก ถูกสร้างขึ้นในเหตุการณ์ภัยพิบัติเหล่านี้ ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราในฐานะพลเมืองของจักรวาลที่จะเข้าใจกระบวนการนี้” Dan Milisavljevic กล่าวสรุป

การระเบิดของซุปเปอร์โนวาเป็นปรากฏการณ์ที่มีสัดส่วนของจักรวาลอย่างแท้จริง อันที่จริงนี่คือการระเบิดของพลังมหาศาลซึ่งเป็นผลมาจากการที่ดาวฤกษ์หยุดอยู่โดยสิ้นเชิงหรือเปลี่ยนเป็นรูปแบบใหม่เชิงคุณภาพ - ในรูปของดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ในกรณีนี้ ชั้นนอกของดาวฤกษ์จะถูกโยนออกไปในอวกาศ เมื่อกระเจิงด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดเนบิวลาเรืองแสงที่สวยงาม

(ทั้งหมด 11 ภาพ)

1. เนบิวลา Simeiz 147 (หรือที่รู้จักในชื่อ Sh 2-240) เป็นเศษซากขนาดใหญ่จากการระเบิดของซูเปอร์โนวา ซึ่งตั้งอยู่บนขอบของกลุ่มดาวราศีพฤษภและออริกา เนบิวลานี้ถูกค้นพบในปี 1952 โดยนักดาราศาสตร์โซเวียต G. A. Shain และ V. E. Gaze ที่หอดูดาว Simeiz ในแหลมไครเมีย การระเบิดเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 40,000 ปีก่อน ซึ่งในระหว่างนั้นวัตถุบินได้ครอบครองพื้นที่ท้องฟ้าใหญ่กว่าพื้นที่พระจันทร์เต็มดวงถึง 36 เท่า! ขนาดที่แท้จริงของเนบิวลาคือ 160 ปีแสงที่น่าประทับใจ และระยะทางถึงเนบิวลาประมาณ 3,000 ปีแสง ปี. คุณสมบัติที่โดดเด่นวัตถุ - เส้นใยก๊าซโค้งยาว ทำให้เนบิวลามีชื่อว่าสปาเก็ตตี้

2. เนบิวลาปู (หรือ M1 ตามแค็ตตาล็อกของ Charles Messier) เป็นหนึ่งในวัตถุในจักรวาลที่มีชื่อเสียงที่สุด ประเด็นนี้ไม่ใช่ความสว่างหรือความสวยงามเป็นพิเศษ แต่เป็นบทบาทของเนบิวลาปูในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ เนบิวลาเป็นเศษซากของการระเบิดซูเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นในปี 1054 การกล่าวถึงการปรากฏตัวของดาวที่สว่างมากในสถานที่นี้ได้รับการเก็บรักษาไว้ในพงศาวดารจีน M1 อยู่ในกลุ่มดาวราศีพฤษภ ถัดจากดาว ζ; ในคืนที่มืดมิดและชัดเจนสามารถเห็นได้ด้วยกล้องส่องทางไกล

3. วัตถุที่มีชื่อเสียง Cassiopeia A ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดวิทยุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้า นี่เป็นซากของซูเปอร์โนวาที่ปะทุขึ้นราวปี 1667 ในกลุ่มดาวแคสสิโอเปีย แปลก แต่เราไม่พบการเอ่ยถึงดวงดาวที่สว่างไสวในบันทึกของครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 อาจเป็นไปได้ว่าในช่วงแสงของการแผ่รังสีของมันจะลดลงอย่างมากเนื่องจากฝุ่นระหว่างดวงดาว ซูเปอร์โนวาครั้งสุดท้ายที่สังเกตพบในกาแลคซีของเรายังคงเป็นซูเปอร์โนวาเคปเลอร์

4. เนบิวลาปูเริ่มมีชื่อเสียงในปี 1758 เมื่อนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าดาวหางฮัลเลย์จะกลับมา Charles Messier "ผู้จับดาวหาง" อันโด่งดังในสมัยนั้น มองหาแขกที่มีหางอยู่ท่ามกลางเขาของราศีพฤษภ ซึ่งเป็นที่ทำนายไว้ แต่นักดาราศาสตร์กลับค้นพบเนบิวลาที่มีความยาว ซึ่งทำให้เขาสับสนมากจนเข้าใจผิดว่ามันเป็นดาวหาง ในอนาคต เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน เมสสิเออร์จึงตัดสินใจรวบรวมรายการวัตถุคลุมเครือทั้งหมดบนท้องฟ้า เนบิวลาปูถูกรวมอยู่ในแค็ตตาล็อกเป็นหมายเลข 1 ภาพเนบิวลาปูนี้ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล โดยแสดงรายละเอียดมากมาย เช่น เส้นใยก๊าซ โหนด การควบแน่น ปัจจุบัน เนบิวลากำลังขยายตัวด้วยความเร็วประมาณ 1,500 กม./วินาที และการเปลี่ยนแปลงขนาดของเนบิวลาสามารถสังเกตเห็นได้ชัดเจนในภาพถ่ายที่ถ่ายในช่วงเวลาเพียงไม่กี่ปี ขนาดรวมของเนบิวลาปูเกิน 5 ปีแสง

5. เนบิวลาปูในด้านทัศนศาสตร์ ความร้อน และรังสีเอกซ์ ที่ใจกลางเนบิวลามีพัลซาร์ ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนหนาแน่นมากที่ปล่อยคลื่นวิทยุและสร้าง รังสีเอกซ์ในเรื่องที่อยู่รอบๆ (รังสีเอกซ์จะแสดงเป็นสีน้ำเงิน) การสังเกตการณ์เนบิวลาปูเมื่อ ความยาวที่แตกต่างกันคลื่นให้ข้อมูลพื้นฐานแก่นักดาราศาสตร์เกี่ยวกับดาวนิวตรอน พัลซาร์ และซุปเปอร์โนวา ภาพนี้เป็นการรวมภาพสามภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา ฮับเบิล และสปิตเซอร์

6. การระเบิดของซูเปอร์โนวาครั้งสุดท้ายที่สังเกตด้วยตาเปล่าเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2530 ในกาแลคซีใกล้เคียง เมฆแมกเจลแลนใหญ่ ความสว่างของซูเปอร์โนวา 1987A สว่างถึงระดับ 3 ซึ่งถือว่าค่อนข้างมากเมื่อพิจารณาจากระยะห่างมหาศาล (ประมาณ 160,000 ปีแสง) ต้นกำเนิดของซูเปอร์โนวาคือดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่สีน้ำเงิน หลังจากการระเบิด เนบิวลาที่ขยายตัวและวงแหวนลึกลับในรูปของเลข 8 ยังคงอยู่ที่ตำแหน่งของดาวฤกษ์ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสาเหตุของการปรากฏตัวของพวกมันอาจเป็นปฏิกิริยาของลมดาวฤกษ์ของดาวฤกษ์รุ่นก่อนที่มีก๊าซพุ่งออกมาระหว่างการระเบิด

7. ซากซูเปอร์โนวา ไทโค ซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นในปี 1572 ในกลุ่มดาวแคสสิโอเปีย ดาวสว่างดวงนี้ถูกสังเกตการณ์โดย Dane Tycho Brahe นักดาราศาสตร์และนักสังเกตการณ์ที่เก่งที่สุดในยุคก่อนกล้องโทรทรรศน์ หนังสือที่บราเฮเขียนหลังจากเหตุการณ์นี้มีความสำคัญทางอุดมการณ์อย่างมาก เพราะในเวลานั้นเชื่อกันว่าดวงดาวไม่เปลี่ยนแปลง ในยุคของเรา นักดาราศาสตร์ตามล่าหาเนบิวลานี้มาเป็นเวลานานโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ และในปี 1952 พวกเขาค้นพบการแผ่รังสีวิทยุของมัน ภาพออพติคอลภาพแรกถ่ายเฉพาะในทศวรรษ 1960 เท่านั้น

8. ซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ในกลุ่มดาวเวลาส ซูเปอร์โนวาส่วนใหญ่ในกาแล็กซีของเราปรากฏในระนาบของทางช้างเผือก เนื่องจากนี่คือที่ที่พวกมันเกิดและใช้จ่าย ชีวิตสั้นดาวมวลมาก ซากซูเปอร์โนวาที่เป็นเส้นสายมองเห็นได้ยากในภาพนี้เนื่องจากมีดาวฤกษ์มากมายและเนบิวลาไฮโดรเจนสีแดง แต่เปลือกทรงกลมที่ระเบิดยังคงสามารถระบุได้ด้วยการเรืองแสงสีเขียวของมัน ซูเปอร์โนวาในปารูซีระเบิดเมื่อประมาณ 11-12,000 ปีก่อน ในช่วงที่เกิดแสงแฟลร์ ดาวฤกษ์ได้พ่นสสารจำนวนมหาศาลออกสู่อวกาศ แต่ก็ไม่ได้พังทลายลงอย่างสิ้นเชิง มีพัลซาร์ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่เปล่งคลื่นวิทยุเข้ามาแทนที่

9. เนบิวลาดินสอ (NGC 2736) เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกซูเปอร์โนวาจากกลุ่มดาวเวลา อันที่จริงเนบิวลานั้นเป็นคลื่นกระแทกที่แพร่กระจายผ่านอวกาศด้วยความเร็วครึ่งล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง (ในภาพมันบินจากล่างขึ้นบน) เมื่อหลายพันปีก่อน ความเร็วนี้ยิ่งสูงขึ้นอีก แต่ความกดดันของก๊าซระหว่างดวงดาวที่อยู่รอบๆ ไม่ว่าจะมีนัยสำคัญเพียงใดก็ตาม ก็ทำให้เปลือกซุปเปอร์โนวาขยายตัวช้าลง

10. เนบิวลาเมดูซ่า ซากซูเปอร์โนวาอีกแห่งหนึ่งที่รู้จักกันดี ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวราศีเมถุน ระยะทางไปยังเนบิวลานี้ไม่ค่อยมีใครทราบและอาจประมาณ 5,000 ปีแสง วันที่เกิดการระเบิดเป็นที่รู้จักกันคร่าวๆ: 3 - 30,000 ปีก่อน ดาวสว่างทางด้านขวาเป็นตัวแปรราศีเมถุนที่น่าสนใจซึ่งสามารถสังเกตได้ (และศึกษาการเปลี่ยนแปลงความสว่าง) ด้วยตาเปล่า

11. NGC 6962 หรือภาพระยะใกล้ของอีสเทิร์นเวล อีกชื่อหนึ่งของวัตถุนี้คือเนบิวลาเครือข่าย

การเกิดขึ้นของพวกมันถือเป็นปรากฏการณ์จักรวาลที่ค่อนข้างหายาก โดยเฉลี่ยแล้ว ซูเปอร์โนวาสามแห่งจะระเบิดต่อศตวรรษในจักรวาลที่สังเกตได้ เปลวไฟแต่ละดวงถือเป็นหายนะจักรวาลขนาดมหึมา ซึ่งปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาอย่างเหลือเชื่อ ตามการประมาณการคร่าวๆ พลังงานจำนวนนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการระเบิดของระเบิดหลายพันล้านลูกพร้อมกัน

ยังไม่มีทฤษฎีการระเบิดซูเปอร์โนวาที่เข้มงวดเพียงพอ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมติฐานที่น่าสนใจไว้ พวกเขาเสนอแนะตามการคำนวณที่ซับซ้อนว่าในระหว่างการสังเคราะห์องค์ประกอบอัลฟ่า แกนกลางยังคงหดตัวอยู่ อุณหภูมิในนั้นถึงระดับที่น่าอัศจรรย์ - 3 พันล้านองศา ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว กระบวนการต่างๆ ในแกนกลางจะถูกเร่งอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้มีการปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมาก การอัดตัวของแกนกลางอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการอัดตัวของเปลือกดาวด้วยความเร็วเท่ากัน

มันยังร้อนขึ้นอย่างมากอีกด้วย และปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นก็จะถูกเร่งอย่างมากเช่นกัน ดังนั้นในเวลาเพียงไม่กี่วินาที พลังงานจำนวนมหาศาลก็จะถูกปล่อยออกมา สิ่งนี้นำไปสู่การระเบิด แน่นอนว่าสภาวะดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป ดังนั้นซูเปอร์โนวาจึงลุกเป็นไฟค่อนข้างน้อย

นี่คือสมมติฐาน อนาคตจะแสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์มีสมมติฐานที่ถูกต้องเพียงใด แต่ปัจจุบันยังทำให้นักวิจัยคาดเดาได้อย่างน่าทึ่งอีกด้วย วิธีการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ทำให้สามารถติดตามได้ว่าความส่องสว่างของซูเปอร์โนวาลดลงอย่างไร และนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น: ในช่วงสองสามวันแรกหลังการระเบิด ความส่องสว่างจะลดลงอย่างรวดเร็ว จากนั้นการลดลงนี้ (ภายใน 600 วัน) ก็ช้าลง ยิ่งไปกว่านั้น ทุกๆ 55 วัน ความส่องสว่างจะลดลงครึ่งหนึ่งอย่างแน่นอน จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ การลดลงนี้เกิดขึ้นตามกฎเลขชี้กำลังที่เรียกว่า เป็นตัวอย่างที่ดีกฎดังกล่าวเป็นกฎการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานที่ชัดเจน: เกิดจากการปลดปล่อยพลังงานหลังจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีไอโซโทปของธาตุที่มีครึ่งชีวิต 55 วัน

แต่ไอโซโทปใดและธาตุใด? การค้นหาเหล่านี้ดำเนินต่อไปหลายปี Beryllium-7 และ strontium-89 เป็น "ผู้สมัคร" สำหรับบทบาทของ "เครื่องกำเนิด" พลังงานดังกล่าว พวกมันสลายตัวไปครึ่งหนึ่งในเวลาเพียง 55 วัน แต่พวกเขาไม่มีโอกาสสอบผ่าน การคำนวณแสดงให้เห็นว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของเบต้ามีน้อยเกินไป แต่ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ที่รู้จักไม่มีครึ่งชีวิตใกล้เคียงกัน

ผู้แข่งขันรายใหม่ได้เกิดขึ้นท่ามกลางองค์ประกอบที่ไม่มีอยู่บนโลก มันกลายเป็นตัวแทนขององค์ประกอบทรานยูเรเนียมที่นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์ขึ้นมาเอง ชื่อของผู้สมัครคือชาวแคลิฟอร์เนีย หมายเลขซีเรียลของเขาคือเก้าสิบแปด ไอโซโทป californium-254 ถูกเตรียมในปริมาณเพียงประมาณ 3 หมื่นล้านส่วนกรัม แต่ปริมาณไร้น้ำหนักจริงๆ นี้เพียงพอที่จะวัดครึ่งชีวิตของไอโซโทปได้ ปรากฎว่าเท่ากับ 55 วัน

และจากที่นี่เกิดสมมติฐานที่น่าสงสัยขึ้น นั่นคือพลังงานการสลายตัวของแคลิฟอร์เนีย-254 ที่ให้ความสว่างสูงผิดปกติของซูเปอร์โนวาเป็นเวลาสองปี การสลายตัวของแคลิฟอร์เนียมเกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของนิวเคลียสที่เกิดขึ้นเอง ด้วยการสลายตัวประเภทนี้ นิวเคลียสดูเหมือนจะแยกออกเป็นสองส่วน - นิวเคลียสของธาตุที่อยู่ตรงกลางตารางธาตุ

แต่แคลลิฟอร์เนียมนั้นสังเคราะห์ขึ้นมาได้อย่างไร? นักวิทยาศาสตร์ให้คำอธิบายเชิงตรรกะที่นี่ด้วย ในระหว่างการบีบอัดนิวเคลียสก่อนการระเบิดซูเปอร์โนวา ปฏิกิริยานิวเคลียร์ของอันตรกิริยาของนีออน-21 ที่คุ้นเคยอยู่แล้วกับอนุภาคแอลฟาจะถูกเร่งอย่างผิดปกติ ผลที่ตามมาคือการปรากฏขึ้นภายในระยะเวลาอันสั้นของฟลักซ์นิวตรอนที่ทรงพลังอย่างมาก กระบวนการจับนิวตรอนเกิดขึ้นอีกครั้ง แต่ครั้งนี้รวดเร็ว นิวเคลียสสามารถดูดซับนิวตรอนถัดไปก่อนที่จะสลายเบต้า สำหรับกระบวนการนี้ ความไม่เสถียรขององค์ประกอบทรานส์บิสมัทไม่ใช่อุปสรรคอีกต่อไป สายโซ่แห่งการเปลี่ยนแปลงจะไม่ขาด และการสิ้นสุดของตารางธาตุก็จะถูกเติมเต็มด้วย ในกรณีนี้เห็นได้ชัดว่ามีการสร้างองค์ประกอบของทรานยูเรเนียมที่ยังไม่ได้รับภายใต้สภาวะเทียม

นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าการระเบิดซูเปอร์โนวาแต่ละครั้งจะก่อให้เกิดแคลิฟอร์เนีย-254 ในปริมาณมหาศาลเพียงลำพัง จากปริมาณนี้ จะสามารถสร้างลูกบอลได้ 20 ลูก ซึ่งแต่ละลูกจะมีน้ำหนักเท่ากับโลกของเรา มันคืออะไร ชะตากรรมต่อไปซุปเปอร์โนวา? เธอตายเร็วมาก ณ จุดที่เกิดการระบาด เหลือเพียงดาวดวงเล็กๆ ที่สลัวมากเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีความโดดเด่นด้วยความหนาแน่นของสสารที่สูงผิดปกติ: กล่องไม้ขีดที่บรรจุสารนั้นจะมีน้ำหนักหลายสิบตัน ดาวดังกล่าวเรียกว่า "" เรายังไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับพวกเขาต่อไป

สสารที่ถูกผลักออกสู่อวกาศสามารถควบแน่นและก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ได้ พวกเขาจะเริ่มใหม่ ลากยาวการพัฒนา. จนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเพียงลายเส้นคร่าวๆ ทั่วไปของภาพกำเนิดขององค์ประกอบ ซึ่งเป็นภาพการทำงานของดวงดาว - โรงงานขนาดใหญ่ของอะตอม บางทีการเปรียบเทียบนี้โดยทั่วไปอาจสื่อถึงแก่นแท้ของเรื่องนี้: ศิลปินวาดภาพบนผืนผ้าใบเพียงโครงร่างแรกของงานศิลปะในอนาคต แนวคิดหลักนั้นชัดเจนอยู่แล้ว แต่ยังต้องเดาอีกหลายรายละเอียดรวมถึงรายละเอียดที่สำคัญด้วย

การแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายสำหรับปัญหาต้นกำเนิดขององค์ประกอบจะต้องอาศัยการทำงานจำนวนมหาศาลโดยนักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญหลากหลายสาขา อาจเป็นไปได้ว่าสิ่งที่ตอนนี้ดูเหมือนไม่ต้องสงสัยสำหรับเรา แท้จริงแล้วกลับกลายเป็นเป็นการประมาณคร่าวๆ หรือแม้กระทั่งไม่ถูกต้องทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์อาจจะต้องเผชิญกับรูปแบบที่เรายังไม่รู้จัก อันที่จริงเพื่อที่จะเข้าใจกระบวนการที่ซับซ้อนที่สุดที่เกิดขึ้นในจักรวาล ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะต้องมีการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพครั้งใหม่ในการพัฒนาแนวคิดของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้

ตามที่นักดาราศาสตร์ระบุว่าในปี 2565 การระเบิดของซูเปอร์โนวาที่สว่างที่สุดในกลุ่มดาวหงส์จะมองเห็นได้จากโลก แฟลชจะสามารถส่องแสงแวววาวของดวงดาวส่วนใหญ่บนท้องฟ้าได้! การระเบิดของซูเปอร์โนวาเป็นปรากฏการณ์ที่หาได้ยาก แต่นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มนุษยชาติได้สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้ เหตุใดปรากฏการณ์นี้จึงน่าหลงใหลมาก?

สัญญาณอันเลวร้ายของอดีต

เมื่อ 5,000 ปีที่แล้วชาวสุเมเรียนโบราณต่างหวาดกลัว - เหล่าเทพเจ้าแสดงให้เห็นว่าพวกเขาโกรธด้วยการแสดงสัญลักษณ์ พระอาทิตย์ดวงที่สองส่องแสงบนท้องฟ้า ดังนั้นแม้ในเวลากลางคืนก็ยังสดใสเหมือนกลางวัน! ด้วยความพยายามที่จะหลีกเลี่ยงภัยพิบัติ ชาวสุเมเรียนจึงได้เสียสละอย่างมากมายและสวดภาวนาต่อเทพเจ้าอย่างไม่เหน็ดเหนื่อย - และสิ่งนี้ก็ได้ผล อัง เทพเจ้าแห่งท้องฟ้า หันความโกรธของเขาออกไป - พระอาทิตย์ดวงที่สองเริ่มจางหายไปและหายไปจากท้องฟ้าโดยสิ้นเชิง

นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์สร้างเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อห้าพันปีก่อนขึ้นมาใหม่ เมื่อซูเปอร์โนวาระเบิดเหนือสุเมเรียนโบราณ เหตุการณ์เหล่านั้นเป็นที่รู้จักจากแผ่นจารึกรูปลิ่มซึ่งมีเรื่องราวเกี่ยวกับ “เทพแห่งดวงอาทิตย์องค์ที่สอง” ซึ่งปรากฏทางทิศใต้ของท้องฟ้า นักดาราศาสตร์พบร่องรอยของความหายนะของดวงดาว - เนบิวลา Parus X ยังคงอยู่จากซูเปอร์โนวาที่ทำให้ชาวสุเมเรียนหวาดกลัว

ตามข้อมูลทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ความน่าสะพรึงกลัวของชาวเมโสโปเตเมียโบราณนั้นเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลอย่างมาก - หากการระเบิดของซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นใกล้กับระบบสุริยะค่อนข้างมาก ทุกชีวิตบนพื้นผิวโลกของเราคงถูกรังสีแผดเผา

สิ่งนี้เคยเกิดขึ้นมาแล้วครั้งหนึ่ง เมื่อ 440 ล้านปีก่อน การระเบิดของซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นในบริเวณพื้นที่ที่ค่อนข้างใกล้กับดวงอาทิตย์ ห่างจากโลกหลายพันปีแสง ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เกิดซูเปอร์โนวา และโลกของเราถูกแผดเผาด้วยรังสีอันตรายถึงชีวิต สัตว์ประหลาดยุค Paleozoic ที่ประสบความโชคร้ายในการใช้ชีวิตในเวลานั้น สามารถมองเห็นได้ว่าแสงอันเจิดจ้าที่จู่ๆ ก็ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าบดบังดวงอาทิตย์ - และนี่คือสิ่งสุดท้ายที่พวกเขาเห็นในชีวิตของพวกเขา ภายในไม่กี่วินาที การแผ่รังสีของซูเปอร์โนวาได้ทำลายชั้นโอโซนของดาวเคราะห์ และการแผ่รังสีดังกล่าวก็คร่าชีวิตสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลก โชคดีที่พื้นผิวของทวีปต่างๆ ในโลกของเราในเวลานั้นแทบจะไม่มีผู้คนอาศัยอยู่เลย และสิ่งมีชีวิตก็ถูกซ่อนอยู่ในมหาสมุทร ความหนาของน้ำได้รับการปกป้องจากการแผ่รังสีของซูเปอร์โนวา แต่สัตว์ทะเลมากกว่า 60% ก็เสียชีวิต!

การระเบิดของซุปเปอร์โนวาถือเป็นหายนะครั้งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งในจักรวาล ดาวฤกษ์ที่ระเบิดจะปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาภายในระยะเวลาอันสั้น ดาวฤกษ์ดวงหนึ่งจะเปล่งแสงมากกว่าดาวฤกษ์หลายพันล้านดวงในกาแลคซี

วิวัฒนาการของซูเปอร์โนฟ

นักดาราศาสตร์ได้สังเกตการระเบิดของซูเปอร์โนวาระยะไกลโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อันทรงพลังมาเป็นเวลานาน ในขั้นต้น ปรากฏการณ์นี้ถูกมองว่าเป็นความอยากรู้อยากเห็นที่ไม่อาจเข้าใจได้ แต่เมื่อสิ้นสุดไตรมาสแรกของศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะกำหนดระยะทางระหว่างกาแลคซี จากนั้นมันก็ชัดเจนว่าแสงของซุปเปอร์โนวามายังโลกเป็นระยะทางที่ไม่อาจจินตนาการได้และแสงวาบเหล่านี้มีพลังอันเหลือเชื่อมากเพียงใด แต่ธรรมชาติของปรากฏการณ์นี้คืออะไร?

ดาวฤกษ์เกิดจากการสะสมของไฮโดรเจนในจักรวาล เมฆก๊าซดังกล่าวครอบครองพื้นที่อันกว้างใหญ่และมีมวลมหึมาเท่ากับมวลดวงอาทิตย์หลายร้อยดวง เมื่อเมฆดังกล่าวมีความหนาแน่นเพียงพอ แรงโน้มถ่วงจะเริ่มทำหน้าที่ ทำให้เกิดการอัดตัวของก๊าซ ซึ่งทำให้เกิดความร้อนที่รุนแรง เมื่อถึงขีดจำกัด ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์จะเริ่มขึ้นในใจกลางเมฆที่ถูกบีบอัดและร้อน - นี่คือวิธีที่ดาวฤกษ์ "สว่างขึ้น"

ดาวสว่างก็มี. ชีวิตที่ยืนยาว: ไฮโดรเจนในลำไส้ของดาวฤกษ์จะกลายเป็นฮีเลียม (และกลายเป็นองค์ประกอบอื่นๆ ของตารางธาตุ จนถึงเหล็ก) ในระยะเวลาหลายล้านหรือหลายพันล้านปี ยิ่งไปกว่านั้นอะไร ดาวมากขึ้นยิ่งอายุของเธอสั้นลง ดาวแคระแดง (หรือที่เรียกว่าดาวฤกษ์ขนาดเล็ก) มีอายุขัยถึงล้านล้านปี ในขณะที่ดาวฤกษ์ขนาดยักษ์สามารถ “เผาไหม้” ได้ในหนึ่งในพันของช่วงเวลานี้

ดาวดวงนี้จะ “มีชีวิตอยู่” ตราบเท่าที่ “ความสมดุลของแรง” ยังคงอยู่ระหว่างแรงโน้มถ่วงที่กดทับมันกับปฏิกิริยาแสนสาหัสที่ปล่อยพลังงานออกมาและมีแนวโน้มที่จะ “ผลัก” สสารออกจากกัน หากดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่พอ (มีมวลมากกว่ามวลดวงอาทิตย์) ก็มาถึงช่วงเวลาที่ปฏิกิริยาแสนสาหัสในดาวฤกษ์อ่อนลง (ในเวลานั้น "เชื้อเพลิง" จะถูกเผาไหม้) และแรงโน้มถ่วงก็แข็งแกร่งขึ้น ณ จุดนี้ แรงอัดแกนกลางของดาวมีความรุนแรงมากจนแรงดันการแผ่รังสีไม่สามารถทำให้สสารหดตัวได้อีกต่อไป การล่มสลายอย่างรวดเร็วของหายนะเกิดขึ้น - ภายในไม่กี่วินาทีปริมาตรของแกนกลางของดาวก็ลดลง 100,000 เท่า!

การอัดตัวของดาวฤกษ์อย่างรวดเร็วทำให้พลังงานจลน์ของสสารเปลี่ยนเป็นความร้อนและอุณหภูมิสูงขึ้นถึงหลายแสนล้านเคลวิน! ในเวลาเดียวกันความส่องสว่างของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายจะเพิ่มขึ้นหลายพันล้านเท่า - และ "การระเบิดของซูเปอร์โนวา" จะเผาผลาญทุกสิ่งในพื้นที่ใกล้เคียงของอวกาศ ในแกนกลางของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย อิเล็กตรอนจะถูก "กด" เข้าไปในโปรตอน เพื่อให้มีเพียงนิวตรอนเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในแกนกลาง

ชีวิตหลังการระเบิด

ชั้นผิวของดาวฤกษ์ระเบิด และภายใต้สภาวะอุณหภูมิขนาดมหึมาและความดันมหาศาล ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของธาตุหนัก (สูงถึงยูเรเนียม) และด้วยเหตุนี้ซุปเปอร์โนวาจึงบรรลุภารกิจอันยิ่งใหญ่ (จากมุมมองของมนุษยชาติ) - พวกมันทำให้สิ่งมีชีวิตในจักรวาลเกิดขึ้นได้ “องค์ประกอบเกือบทั้งหมดที่ประกอบเป็นเราและโลกของเราเกิดขึ้นจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา” นักวิทยาศาสตร์กล่าว ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา แคลเซียมในกระดูก เหล็กในเซลล์เม็ดเลือดแดง ซิลิคอนในชิปคอมพิวเตอร์ และทองแดงในสายไฟ ทั้งหมดนี้มาจากเตาหลอมที่ชั่วร้ายของซุปเปอร์โนวาที่กำลังระเบิด ส่วนใหญ่ องค์ประกอบทางเคมีปรากฏในจักรวาลเฉพาะในช่วงการระเบิดของซูเปอร์โนวา และอะตอมขององค์ประกอบไม่กี่องค์ประกอบ (ตั้งแต่ฮีเลียมไปจนถึงเหล็ก) ที่ดาวสังเคราะห์ในขณะที่อยู่ในสถานะ "เงียบ" สามารถกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการปรากฏตัวของดาวเคราะห์ได้หลังจากที่พวกมันถูกโยนเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวระหว่างการระเบิดของซูเปอร์โนวา ดังนั้นทั้งตัวมนุษย์เองและทุกสิ่งรอบตัวจึงประกอบด้วยเศษซากของการระเบิดซูเปอร์โนวาโบราณ

แกนกลางที่เหลือหลังจากการระเบิดกลายเป็นดาวนิวตรอน นี่เป็นวัตถุอวกาศที่น่าทึ่งซึ่งมีปริมาตรน้อย แต่มีความหนาแน่นมหาศาล เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวนิวตรอนธรรมดาอยู่ที่ 10-20 กม. แต่ความหนาแน่นของสสารนั้นเหลือเชื่อมาก - 665 ล้านตันต่อลูกบาศก์เซนติเมตร! ที่ความหนาแน่นนี้ชิ้นส่วนของนิวตรอน (สารที่ใช้ประกอบดาวฤกษ์ดังกล่าว) ขนาดของหัวไม้ขีดไฟจะมีน้ำหนักมากกว่าปิรามิด Cheops หลายเท่าและนิวตรอนเนียมหนึ่งช้อนชาจะมีมวลมากกว่าพันล้านตัน . นิวตรอนยังมีความแข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อ: ชิ้นส่วนของนิวตรอน (หากอยู่ในมือของมนุษยชาติ) ไม่สามารถแตกเป็นชิ้น ๆ ด้วยแรงทางกายภาพใด ๆ - เครื่องมือของมนุษย์ใด ๆ ก็ไร้ประโยชน์อย่างแน่นอน การพยายามตัดหรือฉีกชิ้นส่วนของนิวตรอนเนียมออกจะสิ้นหวังพอๆ กับการเลื่อยชิ้นส่วนโลหะด้วยอากาศ

บีเทลจูสเป็นดาวที่อันตรายที่สุด

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าซูเปอร์โนวาทั้งหมดจะกลายเป็นดาวนิวตรอน เมื่อมวลของดาวฤกษ์เกินขีดจำกัดที่กำหนด (เรียกว่าขีดจำกัดจันทรเศขาที่สอง) กระบวนการระเบิดของซูเปอร์โนวาจะทิ้งมวลสสารไว้มากเกินไป และความดันโน้มถ่วงไม่สามารถกักเก็บสิ่งใดไว้ได้ กระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ - สสารทั้งหมดถูกดึงเข้าหากันจนถึงจุดเดียวและหลุมดำก็ก่อตัวขึ้น - ความล้มเหลวที่ดูดซับทุกสิ่งอย่างไม่อาจเพิกถอนได้ แม้แต่แสงแดด

การระเบิดของซูเปอร์โนวาสามารถคุกคามโลกได้หรือไม่? อนิจจานักวิทยาศาสตร์ตอบอย่างยืนยัน ดาวบีเทลจูสซึ่งเป็นเพื่อนบ้านใกล้ชิดของระบบสุริยะตามมาตรฐานจักรวาล อาจจะระเบิดในไม่ช้านี้ เซอร์เก โปปอฟ นักวิจัยจากสถาบันดาราศาสตร์แห่งรัฐ ระบุว่า บีเทลจุสเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดจริงๆ และมีชื่อเสียงมากที่สุดในด้านซูเปอร์โนวาที่ใกล้ (ทันเวลา) ด้วย ดาวมวลมากดวงนี้อยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ และน่าจะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา เหลือดาวนิวตรอนไว้ข้างหลัง” บีเทลจุสเป็นดาวฤกษ์ที่หนักกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 20 เท่า และสว่างกว่า 100,000 เท่า ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 5,000 ปีแสง เนื่องจากดาวฤกษ์ดวงนี้ได้มาถึงขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการแล้ว ในอนาคตอันใกล้นี้ (ตามมาตรฐานจักรวาล) ดาวฤกษ์จึงมีโอกาสที่จะกลายเป็นซูเปอร์โนวาทุกครั้ง ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าความหายนะนี้ไม่ควรเป็นอันตรายต่อโลก แต่มีข้อแม้ประการหนึ่ง

ความจริงก็คือการแผ่รังสีของซูเปอร์โนวาในระหว่างการระเบิดนั้นมีทิศทางไม่สม่ำเสมอ - ทิศทางของการแผ่รังสีถูกกำหนดโดยขั้วแม่เหล็กของดาวฤกษ์ และหากปรากฎว่าขั้วหนึ่งของ Betelgeuse พุ่งตรงมายังโลก หลังจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา รังสีเอกซ์ที่อันตรายถึงชีวิตก็จะถูกปล่อยออกมาสู่โลกของเรา อย่างน้อยก็สามารถทำลายชั้นโอโซนได้ น่าเสียดายที่ทุกวันนี้ ไม่มีสัญญาณใดที่นักดาราศาสตร์รู้จักที่จะทำให้สามารถทำนายความหายนะและสร้าง “ระบบเตือนภัยล่วงหน้า” สำหรับการระเบิดของซูเปอร์โนวาได้ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าบีเทลจูสจะมีชีวิตอยู่ แต่เวลาของดาวฤกษ์ก็ไม่สมกับเวลาของมนุษย์ และเป็นไปได้มากว่าหายนะจะอยู่ห่างออกไปหลายพันปีหากไม่ใช่หมื่นปี ใครๆ ก็หวังได้ว่าในช่วงเวลาดังกล่าวมนุษยชาติจะถูกสร้างขึ้น การป้องกันที่เชื่อถือได้จากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา

โหวตแล้ว ขอบคุณ!

คุณอาจสนใจ:

คุณรู้อะไรเกี่ยวกับซูเปอร์โนวาบ้าง? คุณอาจจะบอกว่าซุปเปอร์โนวาคือการระเบิดครั้งใหญ่ของดาวฤกษ์ ในบริเวณที่ยังมีดาวนิวตรอนหรือหลุมดำหลงเหลืออยู่

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าซูเปอร์โนวาทั้งหมดจะเป็นขั้นตอนสุดท้ายของดาวมวลมาก ภายใต้ การจำแนกประเภทสมัยใหม่การระเบิดของซูเปอร์โนวา นอกเหนือจากการระเบิดของยักษ์ยักษ์แล้ว ยังรวมถึงปรากฏการณ์อื่นๆ ด้วย

โนวาและซูเปอร์โนวา

คำว่า "ซูเปอร์โนวา" มาจากคำว่า "โนวา" “โนวา” ถูกเรียกว่าดาวฤกษ์ที่ปรากฎบนท้องฟ้าจนเกือบจะเป็นศูนย์ หลังจากนั้นก็ค่อยๆ จางหายไป สิ่ง "ใหม่" แรกเป็นที่รู้จักจากพงศาวดารจีนย้อนหลังไปถึงสหัสวรรษที่สองก่อนคริสต์ศักราช สิ่งที่น่าสนใจคือในบรรดาโนวาเหล่านี้มักมีซูเปอร์โนวาอยู่ด้วย ตัวอย่างเช่น มันเป็นซูเปอร์โนวาในปี 1571 ที่ไทโค บราเฮ สังเกตพบ ซึ่งต่อมาเป็นผู้บัญญัติคำว่า "โนวา" ตอนนี้เรารู้แล้วว่าในทั้งสองกรณีเราไม่ได้พูดถึงการกำเนิดของผู้ทรงคุณวุฒิใหม่ตามความหมายที่แท้จริง

โนวาและซูเปอร์โนวาบ่งบอกว่าดาวฤกษ์หรือกลุ่มดาวมีความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตามกฎแล้ว ก่อนหน้านี้ผู้คนไม่มีโอกาสสังเกตดวงดาวที่ก่อให้เกิดเปลวเพลิงเหล่านี้ สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุที่มืดเกินไปสำหรับการมองเห็นด้วยตาเปล่าหรือเครื่องมือทางดาราศาสตร์ในสมัยนั้น พวกมันถูกสังเกตเห็นแล้วในขณะที่เกิดเปลวไฟ ซึ่งคล้ายกับการกำเนิดของดาวดวงใหม่โดยธรรมชาติ

แม้จะมีความคล้ายคลึงกันของปรากฏการณ์เหล่านี้ แต่ในปัจจุบันก็มีความแตกต่างกันอย่างมากในคำจำกัดความของพวกเขา ความส่องสว่างสูงสุดของซูเปอร์โนวานั้นมากกว่าความส่องสว่างสูงสุดของโนวาหลายพันเท่า ความคลาดเคลื่อนนี้อธิบายได้จากความแตกต่างพื้นฐานในลักษณะของปรากฏการณ์เหล่านี้

การกำเนิดของดาวดวงใหม่

แสงแฟลร์ใหม่นี้เป็นการระเบิดแสนสาหัสที่เกิดขึ้นในระบบดาวฤกษ์ใกล้บางระบบ ระบบดังกล่าวยังประกอบด้วยดาวข้างเคียงที่ใหญ่กว่า (ดาวในแถบลำดับหลัก ดาวยักษ์ย่อย หรือ) แรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของดาวแคระขาวดึงวัตถุออกจากดาวข้างเคียง ทำให้เกิดจานสะสมมวลสารก่อตัวรอบๆ ดาวฤกษ์ กระบวนการเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในจานสะสมมวลสารในบางครั้งจะสูญเสียความเสถียรและเกิดการระเบิดได้

ผลจากการระเบิดดังกล่าว ความสว่างของระบบดาวฤกษ์จึงเพิ่มขึ้นหลายพันหรือหลายร้อยหลายพันเท่า นี่คือวิธีที่ดาวดวงใหม่ถือกำเนิด วัตถุที่สลัวหรือมองไม่เห็นมาจนบัดนี้สำหรับผู้สังเกตการณ์บนโลกจะได้รับความสว่างที่เห็นได้ชัดเจน ตามกฎแล้ว การระบาดจะถึงจุดสูงสุดในเวลาเพียงไม่กี่วัน และอาจหายไปนานหลายปี บ่อยครั้งที่การระเบิดดังกล่าวเกิดขึ้นซ้ำในระบบเดียวกันทุกๆ สองสามทศวรรษ เช่น เป็นช่วงๆ นอกจากนี้ ยังมีการสังเกตซองก๊าซที่กำลังขยายตัวอยู่รอบดาวฤกษ์ดวงใหม่อีกด้วย

การระเบิดของซูเปอร์โนวามีลักษณะต้นกำเนิดที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและมีความหลากหลายมากขึ้น

ซุปเปอร์โนวามักแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก (I และ II) คลาสเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นสเปกตรัมเพราะว่า มีความโดดเด่นด้วยการมีและไม่มีเส้นไฮโดรเจนในสเปกตรัม คลาสเหล่านี้มีความแตกต่างทางสายตาอย่างเห็นได้ชัด ซุปเปอร์โนวาระดับ I ทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันทั้งในด้านพลังการระเบิดและการเปลี่ยนแปลงความสว่าง ซูเปอร์โนวาคลาส II มีความหลากหลายมากในเรื่องนี้ พลังของการระเบิดและพลวัตของการเปลี่ยนแปลงความสว่างนั้นอยู่ในช่วงที่กว้างมาก

ซูเปอร์โนวาประเภท II ทั้งหมดเกิดจากการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงภายในดาวมวลมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่คือการระเบิดของยักษ์ใหญ่ยักษ์ที่เราคุ้นเคย ในบรรดาซูเปอร์โนวาระดับเฟิร์สคลาส มีซุปเปอร์โนวาที่มีกลไกการระเบิดมีแนวโน้มที่จะคล้ายกับการระเบิดของดาวดวงใหม่มากกว่า

ความตายของเหล่ายักษ์ใหญ่

ดาวฤกษ์ที่มีมวลเกิน 8-10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะกลายเป็นซุปเปอร์โนวา แกนกลางของดาวฤกษ์ดังกล่าวเมื่อไฮโดรเจนหมดลง จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับฮีเลียม เมื่อฮีเลียมหมดลง นิวเคลียสก็จะสังเคราะห์ธาตุที่หนักขึ้นเรื่อยๆ ในส่วนลึกของดาวฤกษ์ ชั้นต่างๆ ถูกสร้างขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ โดยแต่ละชั้นมีการหลอมนิวเคลียร์แสนสาหัสเป็นของตัวเอง ในขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ ดาวดวงดังกล่าวจะกลายเป็นดาวยักษ์ใหญ่แบบ "หลายชั้น" ในแกนกลางของการสังเคราะห์เหล็กเกิดขึ้น ในขณะที่ใกล้กับพื้นผิวมากขึ้น การสังเคราะห์ฮีเลียมจากไฮโดรเจนยังคงดำเนินต่อไป

การหลอมรวมของนิวเคลียสของเหล็กและธาตุที่หนักกว่าเกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซับพลังงาน ดังนั้นเมื่อกลายเป็นเหล็กแล้ว แกนกลางยิ่งยวดจึงไม่สามารถปล่อยพลังงานเพื่อชดเชยได้อีกต่อไป แรงโน้มถ่วง- แกนกลางสูญเสียสมดุลของอุทกพลศาสตร์และเริ่มได้รับการบีบอัดแบบสุ่ม ชั้นที่เหลือของดาวฤกษ์ยังคงรักษาสมดุลนี้ไว้จนกว่าแกนกลางจะหดตัวจนมีขนาดวิกฤต ตอนนี้ชั้นที่เหลือและดาวฤกษ์โดยรวมกำลังสูญเสียสมดุลทางอุทกพลศาสตร์ เฉพาะในกรณีนี้ ไม่ใช่การบีบอัดที่ "ชนะ" แต่เป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการล่มสลายและปฏิกิริยาที่วุ่นวายต่อไป เปลือกนอกถูกปล่อยออกมา - การระเบิดของซูเปอร์โนวา

ความแตกต่างในชั้นเรียน

ซูเปอร์โนวาประเภทต่างๆ และประเภทย่อยจะอธิบายได้จากลักษณะของดาวฤกษ์ก่อนการระเบิด ตัวอย่างเช่น การไม่มีไฮโดรเจนในซูเปอร์โนวาคลาส I (คลาสย่อย Ib, Ic) เป็นผลมาจากการที่ดาวฤกษ์เองไม่มีไฮโดรเจน เป็นไปได้มากว่าส่วนหนึ่งของเปลือกนอกของมันหายไปในระหว่างการวิวัฒนาการในระบบดาวคู่แบบปิด สเปกตรัมของคลาสย่อย Ic แตกต่างจาก Ib ในกรณีที่ไม่มีฮีเลียม

ไม่ว่าในกรณีใด ซูเปอร์โนวาของคลาสดังกล่าวจะเกิดขึ้นบนดาวฤกษ์ที่ไม่มีเปลือกไฮโดรเจน-ฮีเลียมด้านนอก ชั้นที่เหลืออยู่ภายในขอบเขตขนาดและมวลที่ค่อนข้างเข้มงวด สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยาแสนสาหัสจะเข้ามาแทนที่กันเมื่อเริ่มเข้าสู่ระยะวิกฤติ นี่คือเหตุผลว่าทำไมการระเบิดของดาวคลาส Ic และคลาส Ib จึงคล้ายกันมาก ความส่องสว่างสูงสุดคือประมาณ 1.5 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ พวกมันจะถึงความสว่างนี้ใน 2-3 วัน หลังจากนั้นความสว่างจะลดลง 5-7 ครั้งต่อเดือนและค่อยๆ ลดลงในเดือนต่อๆ ไป

ดาวซูเปอร์โนวาประเภท II มีเปลือกไฮโดรเจน-ฮีเลียม เปลือกนี้อาจมีขอบเขตที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์และลักษณะอื่นๆ ของมัน สิ่งนี้จะอธิบายรูปแบบซูเปอร์โนวาที่หลากหลาย ความสว่างของพวกมันสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่สิบล้านไปจนถึงหมื่นล้านของความส่องสว่างจากแสงอาทิตย์ (ไม่รวมการระเบิดของรังสีแกมมา - ดูด้านล่าง) และการเปลี่ยนแปลงของความสว่างมีลักษณะที่แตกต่างกันมาก

การเปลี่ยนแปลงของดาวแคระขาว

ซุปเปอร์โนวาประเภทพิเศษคือแฟลร์ นี่เป็นซุปเปอร์โนวาประเภทเดียวที่สามารถเกิดขึ้นได้ในกาแลคซีทรงรี คุณลักษณะนี้ชี้ให้เห็นว่าเปลวเหล่านี้ไม่ได้เป็นผลมาจากการตายของยักษ์ใหญ่ มหายักษ์ไม่ได้มีชีวิตอยู่จนเห็นกาแล็กซีของพวกมัน “แก่ชรา” กล่าวคือ จะกลายเป็นวงรี นอกจากนี้แฟลชทั้งหมดในคลาสนี้ยังมีความสว่างเกือบเท่ากันอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ ซูเปอร์โนวาประเภท Ia จึงเป็น “เทียนมาตรฐาน” ของจักรวาล

เกิดขึ้นตามรูปแบบที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ การระเบิดเหล่านี้มีลักษณะค่อนข้างคล้ายกับการระเบิดครั้งใหม่ แผนการกำเนิดอย่างหนึ่งบอกเป็นนัยว่าพวกมันกำเนิดในระบบปิดของดาวแคระขาวและดาวข้างเคียงของมันด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับดาวฤกษ์ดวงใหม่ การระเบิดประเภทอื่นที่มีความหายนะมากกว่าเกิดขึ้นที่นี่

ขณะที่มัน "กลืนกิน" คู่ข้างของมัน ดาวแคระขาวจะมีมวลเพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงขีดจำกัดจันทรเศคาร ขีดจำกัดนี้มีค่าประมาณเท่ากับ 1.38 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นขีดจำกัดบนของมวลดาวแคระขาว หลังจากนั้นจะกลายเป็นดาวนิวตรอน เหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นพร้อมกับการระเบิดแสนสาหัสพร้อมกับการปล่อยพลังงานขนาดมหึมา ซึ่งมีขนาดที่สูงกว่าการระเบิดใหม่ปกติหลายระดับ ค่าที่เกือบคงที่ของขีดจำกัดจันทรเศขา อธิบายถึงความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในความสว่างของแสงแฟลร์ต่างๆ ของคลาสย่อยนี้ ความสว่างนี้สูงกว่าความส่องสว่างของดวงอาทิตย์เกือบ 6 พันล้านเท่า และการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลงนั้นเหมือนกับของซูเปอร์โนวาคลาส Ib, Ic

การระเบิดของไฮเปอร์โนวา

ไฮเปอร์โนวาคือการระเบิดที่มีพลังงานสูงกว่าพลังงานของซูเปอร์โนวาทั่วไปหลายเท่า จริงๆ แล้ว พวกมันคือไฮเปอร์โนวา ซึ่งเป็นซุปเปอร์โนวาที่สว่างมาก

โดยปกติแล้ว ไฮเปอร์โนวาถือเป็นการระเบิดของดาวมวลมหาศาลหรือที่เรียกว่า มวลของดาวฤกษ์ดังกล่าวเริ่มต้นที่ 80 และมักจะเกินขีดจำกัดทางทฤษฎีที่ 150 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีหลายเวอร์ชันที่ไฮเปอร์โนวาสามารถก่อตัวได้ในระหว่างการทำลายล้างปฏิสสาร การก่อตัวของดาวควาร์ก หรือการชนกันของดาวมวลสูงสองดวง

ไฮเปอร์โนวามีความโดดเด่นตรงที่เป็นสาเหตุหลักของเหตุการณ์ที่ใช้พลังงานมากที่สุดและหายากที่สุดในจักรวาล นั่นก็คือการระเบิดรังสีแกมมา ระยะเวลาของการระเบิดแกมมามีตั้งแต่หนึ่งในร้อยวินาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง แต่ส่วนใหญ่มักจะใช้เวลา 1-2 วินาที ในวินาทีนี้ พวกมันจะปล่อยพลังงานที่คล้ายคลึงกับพลังงานของดวงอาทิตย์ตลอดอายุ 10 พันล้านปี! ธรรมชาติของการระเบิดรังสีแกมมายังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

ผู้กำเนิดแห่งชีวิต

แม้จะมีธรรมชาติที่เป็นหายนะ แต่ซุปเปอร์โนวาก็สามารถเรียกได้ว่าเป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตในจักรวาลอย่างถูกต้อง พลังของการระเบิดผลักตัวกลางระหว่างดาวให้กลายเป็นเมฆก๊าซ เมฆฝุ่น และเนบิวลา ซึ่งดาวฤกษ์จะถือกำเนิดในเวลาต่อมา คุณลักษณะอีกประการหนึ่งคือซูเปอร์โนวาทำให้ตัวกลางระหว่างดาวอิ่มตัวด้วยองค์ประกอบหนัก

เป็นซุปเปอร์โนวาที่ให้กำเนิดองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่หนักกว่าเหล็ก ดังที่กล่าวไปแล้วข้างต้น การสังเคราะห์องค์ประกอบดังกล่าวต้องใช้พลังงาน มีเพียงซูเปอร์โนวาเท่านั้นที่สามารถ "ชาร์จ" สารประกอบนิวเคลียสและนิวตรอนเพื่อผลิตธาตุใหม่ซึ่งใช้พลังงานเข้มข้นได้ พลังงานจลน์ของการระเบิดพาพวกมันไปทั่วอวกาศพร้อมกับองค์ประกอบที่เกิดขึ้นในลำไส้ของดาวที่กำลังระเบิด ซึ่งรวมถึงคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และองค์ประกอบอื่นๆ หากปราศจากสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ก็เป็นไปไม่ได้

การสังเกตการณ์ซูเปอร์โนวา

การระเบิดของซูเปอร์โนวาเป็นปรากฏการณ์ที่หาได้ยากมาก กาแลคซีของเราซึ่งมีดาวมากกว่าแสนล้านดวง มีประสบการณ์เพียงไม่กี่ดวงต่อศตวรรษ ตามพงศาวดารและแหล่งข้อมูลทางดาราศาสตร์ในยุคกลาง ในช่วงสองพันปีที่ผ่านมา มีการบันทึกซูเปอร์โนวาที่มองเห็นด้วยตาเปล่าได้เพียงหกแห่งเท่านั้น นักดาราศาสตร์สมัยใหม่ไม่เคยสังเกตเห็นซูเปอร์โนวาในกาแลคซีของเราเลย สิ่งที่ใกล้ที่สุดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2530 ในเมฆแมเจลแลนใหญ่ ซึ่งเป็นหนึ่งในบริวารของทางช้างเผือก ทุกปี นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นซูเปอร์โนวามากถึง 60 ดวงที่เกิดขึ้นในกาแลคซีอื่น

เป็นเพราะความหายากนี้เองที่ซุปเปอร์โนวามักถูกพบเห็นในขณะที่ระเบิดออกมา เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้แทบไม่เคยมีใครสังเกตเห็นเลย ธรรมชาติของซุปเปอร์โนวาจึงยังคงเป็นปริศนาอยู่มาก วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่สามารถทำนายซูเปอร์โนวาได้อย่างแม่นยำ ดาวผู้สมัครคนใดก็ตามสามารถลุกเป็นไฟได้หลังจากผ่านไปหลายล้านปีเท่านั้น สิ่งที่น่าสนใจที่สุดในเรื่องนี้คือ Betelgeuse ซึ่งมีโอกาสที่แท้จริงในการส่องสว่างท้องฟ้าของโลกในช่วงชีวิตของเรา

พลุสากล

การระเบิดของไฮเปอร์โนวานั้นหายากยิ่งกว่านั้นอีก ในกาแล็กซีของเรา เหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นทุกๆ แสนปี อย่างไรก็ตาม การระเบิดของรังสีแกมมาที่เกิดจากไฮเปอร์โนวาเกิดขึ้นเกือบทุกวัน พวกมันทรงพลังมากจนถูกบันทึกไว้จากเกือบทุกมุมของจักรวาล

ตัวอย่างเช่น หนึ่งในการระเบิดของรังสีแกมมาซึ่งอยู่ห่างออกไป 7.5 พันล้านปีแสง สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มันเกิดขึ้นในกาแลคซีแอนโดรเมดา และไม่กี่วินาทีท้องฟ้าของโลกก็สว่างไสวด้วยดวงดาวที่มีความสว่างเท่ากับพระจันทร์เต็มดวง ถ้ามันเกิดขึ้นที่อีกฟากหนึ่งของกาแล็กซีของเรา ดวงอาทิตย์ดวงที่สองก็จะปรากฏขึ้นที่พื้นหลังของทางช้างเผือก! ปรากฎว่าความสว่างของแสงแฟลร์สว่างกว่าดวงอาทิตย์สี่ล้านเท่าและสว่างกว่ากาแล็กซีของเราหลายล้านเท่า เมื่อพิจารณาว่ามีกาแลคซีหลายพันล้านแห่งในจักรวาล จึงไม่น่าแปลกใจว่าทำไมเหตุการณ์ดังกล่าวจึงถูกบันทึกทุกวัน

ผลกระทบต่อโลกของเรา

ไม่น่าเป็นไปได้ที่ซุปเปอร์โนวาจะเป็นภัยคุกคามต่อมนุษยชาติสมัยใหม่และส่งผลกระทบต่อโลกของเราในทางใดทางหนึ่ง แม้แต่การระเบิดของบีเทลจุสก็ยังทำให้ท้องฟ้าของเราสว่างไสวได้เพียงไม่กี่เดือนเท่านั้น อย่างไรก็ตามพวกเขามีอิทธิพลต่อเราอย่างแน่นอนในอดีต ตัวอย่างนี้คือ การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งแรกจากห้าครั้งบนโลก ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ 440 ล้านปีก่อน ตามเวอร์ชันหนึ่ง สาเหตุของการสูญพันธุ์นี้คือการระเบิดรังสีแกมมาที่เกิดขึ้นในกาแล็กซีของเรา

สิ่งที่น่าสังเกตมากกว่านั้นคือบทบาทของซุปเปอร์โนวาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว มันเป็นซูเปอร์โนวาที่สร้างองค์ประกอบทางเคมีที่จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอน ชีวมณฑลของโลกก็ไม่มีข้อยกเว้น ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นในกลุ่มเมฆก๊าซที่บรรจุเศษระเบิดในอดีตไว้ ปรากฎว่าเราทุกคนเป็นหนี้การปรากฏตัวของซูเปอร์โนวา

ยิ่งไปกว่านั้น ซุปเปอร์โนวายังคงมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างต่อเนื่อง ด้วยการเพิ่มพื้นหลังการแผ่รังสีของดาวเคราะห์ พวกมันบังคับให้สิ่งมีชีวิตกลายพันธุ์ เราไม่ควรลืมเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ด้วย แน่นอนว่าซุปเปอร์โนวาได้ “ปรับเปลี่ยน” ชีวมณฑลของโลกมากกว่าหนึ่งครั้ง ท้ายที่สุดแล้ว ถ้าไม่ใช่เพราะการสูญพันธุ์ของโลก สายพันธุ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงก็จะครองโลก

ขนาดของการระเบิดของดวงดาว

เพื่อให้เข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าการระเบิดของซุปเปอร์โนวามีพลังงานมากเพียงใด ให้เรามาดูสมการของมวลและพลังงานที่เทียบเท่ากัน ตามที่เขาพูด สสารทุกกรัมมีพลังงานจำนวนมหาศาล ดังนั้นสาร 1 กรัมจึงเทียบเท่ากับการระเบิดของระเบิดปรมาณูที่จุดชนวนเหนือฮิโรชิมา พลังงานของระเบิดซาร์มีค่าเท่ากับสสารสามกิโลกรัม

ทุกวินาทีในระหว่างกระบวนการแสนสาหัสในส่วนลึกของดวงอาทิตย์ ไฮโดรเจน 764 ล้านตันจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียม 760 ล้านตัน เหล่านั้น. ทุกวินาทีดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมาเทียบเท่ากับสสาร 4 ล้านตัน พลังงานทั้งหมดของดวงอาทิตย์มายังโลกมีเพียงหนึ่งในสองพันล้าน ซึ่งเทียบเท่ากับมวลสองกิโลกรัม ดังนั้นพวกเขาจึงกล่าวว่าสามารถสังเกตการระเบิดของซาร์บอมบาได้จากดาวอังคาร อย่างไรก็ตาม ดวงอาทิตย์ส่งพลังงานมาสู่โลกมากกว่าที่มนุษย์ใช้หลายร้อยเท่า กล่าวคือเพื่อให้ครอบคลุมความต้องการพลังงานประจำปีของทุกคน มนุษยชาติสมัยใหม่ต้องแปลงสสารเพียงไม่กี่ตันเป็นพลังงาน

เมื่อพิจารณาถึงเรื่องข้างต้น ลองจินตนาการว่าซูเปอร์โนวาโดยเฉลี่ยที่จุดสูงสุดจะ “เผาไหม้” สสารหลายล้านล้านตัน ซึ่งสอดคล้องกับมวลของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ พลังงานทั้งหมดของซูเปอร์โนวาเทียบเท่ากับมวลของดาวเคราะห์หรือแม้แต่ดาวฤกษ์มวลต่ำ ในที่สุด การระเบิดของรังสีแกมมาในไม่กี่วินาทีหรือเสี้ยววินาทีของชีวิต ก็พ่นพลังงานที่เทียบเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์ออกมา!

ซุปเปอร์โนวาที่แตกต่างกันเช่นนี้

คำว่า "ซูเปอร์โนวา" ไม่ควรเกี่ยวข้องกับการระเบิดของดวงดาวเพียงอย่างเดียว ปรากฏการณ์เหล่านี้อาจจะมีความหลากหลายพอๆ กับที่ดาวฤกษ์เองก็มีความหลากหลายเช่นกัน วิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจความลับมากมายของมัน