超新星: 巨星の壊滅的な爆発

これは、大質量星が超新星として爆発したときに残るものです。ハッブル宇宙望遠鏡が捉えたこの画像は、地球から 6,000 光年以上離れた超新星残骸であるかに星雲です。 NASA

超新星は、太陽よりも重い星に起こりうる最も破壊的な出来事です。これらの壊滅的な爆発が発生すると、星が存在した銀河を凌駕するほどの光が放出されます。それは 多くの 可視光やその他の放射線の形で放出されるエネルギーの！また、星を吹き飛ばすこともできます。

超新星には2つのタイプが知られています。各タイプには、独自の特定の特性とダイナミクスがあります。超新星とは何か、銀河でどのように発生するのかを見てみましょう。

I型超新星

超新星を理解するには、星についていくつか知っておくことが重要です。彼らは人生のほとんどを、「オン」と呼ばれる活動の期間に費やします。 主系列 .いつから始まる 核融合 星のコアで点火します。星がその核融合を維持するために必要な水素を使い果たし、より重い元素を融合し始めると、それは終わります。

星が主系列を離れると、その質量によって次に何が起こるかが決まります。連星系で発生するタイプ I 超新星の場合、質量が太陽の約 1.4 倍の星はいくつかの段階を経ます。それらは、核融合水素から核融合ヘリウムに移行します。その時点で、星の核は炭素を融合するのに十分な温度に達していないため、超赤色巨星段階に入る。星の外側のエンベロープは周囲の媒質にゆっくりと散逸し、白色矮星 (元の星の残りの炭素/酸素コア) を残します。 惑星状星雲の中心で .

基本的に、白色矮星は仲間から物質を引き寄せる強い引力を持っています。その「星のもの」は、降着円盤として知られる白色矮星の周りの円盤に集まります。物質が蓄積すると、星に落ちます。これにより、白色矮星の質量が増加します。最終的に、質量が太陽の約 1.38 倍に増加すると、星は I 型超新星として知られる激しい爆発を起こします。

このテーマには、2 つの白色矮星の合体など、いくつかのバリエーションがあります (主系列星から矮星への物質の降着の代わりに)。

II型超新星

タイプ I 超新星とは異なり、タイプ II 超新星は非常に重い星で発生します。これらのモンスターのいずれかが寿命を迎えると、物事は急速に進みます。私たちの太陽のような星は、炭素を超えて核融合を維持するのに十分なエネルギーをコアに持っていませんが、より大きな星 (太陽の質量の 8 倍以上) は、最終的にコアの鉄まで元素を融合させます。鉄の核融合は、星が利用できるよりも多くのエネルギーを必要とします。そのような星が鉄を融合させようとすると、壊滅的な結末は避けられません。

コアで核融合が停止すると、コアは巨大な重力のために収縮し、星の外側の部分がコアに「落ち」、跳ね返り、大規模な爆発を引き起こします。コアの質量に応じて、 中性子星 また ブラックホール .

コアの質量が太陽の質量の 1.4 ～ 3.0 倍の場合、コアは中性子星になります。これは単に中性子の大きな球であり、重力によって非常に密集しています。これは、コアが収縮し、中性化として知られるプロセスを受けるときに発生します。ここで、コアの陽子が非常に高エネルギーの電子と衝突して中性子が生成されます。これが起こると、コアが硬化し、コアに落下している材料を通して衝撃波を送ります。次に、星の外側の物質が周囲の媒体に追い出され、超新星が発生します。これらはすべて非常に迅速に行われます。

恒星ブラックホールの作成

瀕死の星のコアの質量が太陽の質量の 3 倍から 5 倍を超えると、コアはそれ自体の巨大な重力を支えることができなくなり、崩壊してブラック ホールになります。このプロセスはまた、物質を周囲の媒質に押し込む衝撃波を生成し、中性子星を生成するタイプの爆発と同じ種類の超新星を生成します。

いずれにせよ、中性子星が作られてもブラックホールが作られても、核は爆発の名残として残ります。星の残りの部分は宇宙に吹き飛ばされ、他の星や惑星の形成に必要な重元素を近くの宇宙 (および星雲) にまき散らします。

重要ポイント

• 超新星には、タイプ 1 とタイプ II (Ia や IIa などのサブタイプがある) の 2 つの種類があります。
• 超新星爆発はしばしば星を吹き飛ばし、巨大な核を残します。
• 一部の超新星爆発は、恒星質量ブラック ホールの作成をもたらします。
• 太陽のような星は超新星として死ぬことはありません。

によって編集および更新されましたキャロリン・コリンズ・ピーターセン。