Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Невырожденное C-Q-ядро образуется в звезде, имеющей на гл. последовательности массу больше 10 Mq, В атом случае дальнейшая ядерная эволюция центр, областей звезды проходит через стадии термоядериогц горения углерода, неона, кислорода, кремния и завершается образованием элементов «железного пика». После исчерпания запасов ядерного топлива звезда интенсивно теряет энергию посредством нейтринного излучения. Потери энергии приводят к дальнейшему сжатию звезды и нагреву вещества, т. к. электронный газ внутри достаточно массивных железных ядер звёзд фактически не вырожден. Увеличение темп-ры и плот* ности, в конце концов, вызывает распад ядер элементов «железного пика» на нейтроны н ядра гелия, н-рые, в свою очередь, распадаются на нейтроны и протоны. Процесс распада ядер железа требует столь значит, затрат энергии теплового движения иа преодоления энергии связи атомных ядер, что с увеличением плотности вещества резко замедляется рост давления. К подобному эффекту ведут также процессы рождения эяектрои-позитрониых пар и процессы захвата электрог нов ядрами элементов «железного пика». В результате нарушается гидростатич. равновесие — силы давления не могут противостоять силам тяготения, и начинается гравитац. коллапс железного ядра звезды. При массе железного ядра не более »2 Mq (т. е. меньше предельной массы холодной нейтронной звезды) гравитац. коллапс в нек-рый момент останавливается. Образовавшаяся горячая нейтронная звезда охлаждается за счёт излучения нейтрино с её поверхности и за характерное время ^ 10 с превращается в холодную нейтронную звезду. Такой гравитац. коллапс может быть обнаружен по мощному импульсу нейтринного излучения, что и произошло в случае S N1987/4. При массе железного ядра больше предельной (>2 Mq) гравитац. коллапс продолжается неограниченно и переходит в релятивистскую стадию с образованием чёрной дыры.
Интерпретация вспышек сверхновых звёзд. Взрывное выделение энергии, к-рое сопровождается феноменом всяышки С. э., приводит к формированию сильной ударной волны, распространяющейся к поверхности звезды. При прохождении ударной волны внутр. энер-
гия вещества увеличивается и оио приобретает большие скорости расширения. Расширение выброшенного вещества сопровождается адиабатич. охлаждением и, следовательно, уменьшением внутр. энергии. Адиабатич. охлаждение определяется гл. обр. радиусом звезды накануне вспышки: чем больше радиус, тем меньше адиабатич. потери внутр. энергии и выше светимость С. з. Поэтому наблюдаемые светимости С. з. могут быть получены при нач. радпусах, сопоставимых с радиусом фотосферы в максимуме блеска (~ IO4-Rq). Для значительно меньших нач. радиусов необходимо предполагать существование дополнит, источника энергии, к-рый в процессе расширения вещества непрерывно компенсирует адиабатич. потери. Таким источником энергии является распад радиоакт. изотопа никеля в кобальт и далее в железо. Каждый распад сопровождается излучением иеск. гамма-кваитов с энергией ~1 МэВ, к-рая преобразуется в тепловую энергию при их взаимодействии с веществом.
Звёзды, вспыхивающие как С. з. I типа, в ходе эволюции потеряли богатые водородом слои и имеют радиусы (~0,01 Л0), значительно уступающие радиусу фотосферы в максимуме блеска. Поэтому кривые блеска С. з. 1 типа полностью определяются радиоакт. источником энергии. Необходимое кол-во радиоакт. нзотопа никеля «0,4—I Mq. Такое кол-во изотопа нккеля может образоваться в результате взрыва вырожденного С-О-ядра, отвечающего вспышке С. з. I типа.
,ЛС. з. II типа (за исключением подобных SN19874) являются результатом взрыва звёзд с радиусом ок. 5‘1Оа/?0. Их кривые блеска до квазиэкспоненц. старти объясняются высвечиванием вяутр. энергии, запасённой при взрыве. Масса выброшенного вещества С. э. IIP типа ок. 5MQ, IIL типа — существенно меньше. Уникальные свойства кривой блеска SN19874 (рис. 3) — прямое следствие относительно малого вач. радиуса звезды (30—60 Rq), к-рому соответствуют большие адиабатич. потери н меньшая светимость (по сравнению с другими С. з. II типа). Вблизи максимума блеска и на квазиэкспоненц. стадии оптич. светимость SN 1987Л обеспечивается радиоакт. источником мергии. По-видимому, и в других С. з. II типа на ква-даксиоиенц. стадии радиоаит. источнику энергии принадлежит доминирующая роль. Вспышки С. з. II тапа, вероятнее всего, происходят при взрывах, инициированных гравитац. коллапсом невырожденных ядер звёзд.
Лит.: Шкловский И. С., Сверхновые звезды, 2 изд., М., 1076; И м ш е в н и и В. С., Надежны Д. К., Конечные стадии эволюции звезд и вспышки сверхновых, в кн.: Итога Муки и техники, сер. Астрономия, т. 21, М., І982; их же, Сверхновая 1987А в Большом Магеллановом Облаке: наблюдения ияеория, «УФН», 1988, т. 156, в. 4. с. 561; Woosley S. E., Weaver Т. A., The physics of supernova explosions, «Ann. Hev.Astron. Astroph.o, 1988, v. 24,p. 205; БлинниковС. И., Лозинская Т. А., Ч у г а и Н. H., Сверхновые звезды ¦ остатки вспышек сверхновых, в кн.: Итоги науки и техники, ?Р. Астрономия, т, 32, М., 1987. В. П. Утробин.
