왜 별이 폭발합니까?

나는 항상 다큐멘터리의 화자가 별이 연료가 부족하여 폭발했다고 말한다. 일반적으로 연료가 부족하지 않고 연료가 너무 많으면 폭발합니다. 설명 해주십시오...

짧은 답변:

불활성 철심의 매우 빠른 붕괴에 의해 방출 된 중력 전위 에너지의 작은 부분이 외부 층으로 전달되며, 이는 관측 된 폭발에 전력을 공급하기에 충분하다.

더 자세하게:

이상적인 모델 스타의 에너지를 고려하십시오. 질량 과 초기 반경 의 "코어" 와 질량 과 반경 의 외부 엔벨로프를 .$M$$R_0$$m$$r$

이제 엔벌 로프에서 분리되는 짧은 시간 단위로 코어가 훨씬 작은 반경 으로 축소되었다고 가정합니다 . 방출되는 중력 전위 에너지의 양은 입니다.$R \ll R_0$$\sim GM^2/R$

이 방출 된 에너지의 일부는 외향 이동 충격 및 방사선의 형태로 외피로 전달 될 수있다. 전달 된 에너지가 엔벨로프 의 중력 결합 에너지를 초과 하면 엔벨로프는 공간으로 날려 버릴 수 있습니다.$\sim Gm^2/r$

폭발하는 별 (유형 II 코어 붕괴 초신성)에서 km, km 및 km. 코어 질량은 이고 봉투 질량은 입니다. 밀도가 높은 코어는 대부분 철로 만들어지며 전자 축퇴 압력에 의해지지됩니다 . 철 핵과의 융합 반응이 상당한 양의 에너지를 방출하지 않기 때문에이 별은 "연료 부족"이라고한다.$R_0\sim 10^4$$R\sim 10$$r \sim 10^8$$M \sim 1.2M_{\odot}$$m \sim 10M_{\odot}$

핵 연소는 코어 주변에서 계속되기 때문에 붕괴가 시작되고 코어 질량이 점차 증가하고 점차적으로 줄어들 면서 (축퇴 압력에 의해지지되는 구조의 특이성) 밀도가 증가한 다음 전자에 의해 불안정성이 발생합니다. 철핵의 반응 또는 광 붕괴 포획. 어느 쪽이든, 전자 (핵심에 대한지지를 제공하는 것)는 양성자에 의해 중성자를 형성하고 자유 낙하 시간 s 에서 붕괴됩니다 !$\sim 1$

강력한 핵력과 중성자 퇴행 압력에 의해 붕괴가 멈춘다. 코어가 바운스됩니다. 충격파가 바깥쪽으로 이동합니다. 중력 에너지의 대부분은 중성미자에 저장되며이 중 일부는 중성미자가 탈출하기 전에 충격으로 전달되어 외부 엔벨로프를 몰아냅니다. 이것과 이전 단락에 대한 훌륭한 설명은 Woosley & Janka (2005) 에서 읽을 수 있습니다 .

일부 숫자를 넣습니다.

따라서 초신성 폭발을 추진하기 위해 붕괴 코어의 방출 된 잠재적 에너지의 1 %만을 외피로 전달하면된다. 초신성이 어떻게 할 수있는 방법을 찾더라도 실제로는 아직 자세히 이해되지 않았습니다.

핵심 은 급격한 붕괴가 별의 핵심 에서만 발생한다는 것입니다. 전체 별이 하나로 붕괴되면 대부분의 중력 전위 에너지가 방사선과 중성미자로 빠져 나가 붕괴를 역전시킬 수있는 에너지가 부족할 것입니다. 에서 핵심 출시 된 중력 에너지의 붕괴 모델, 대부분 (90 % +) 입니다 중성미자로 잃었지만, 무엇을 유지하는 것은 여전히 uncollapsed 바인딩을 해제하기 쉽게 충분 봉투 . 붕괴 된 핵은 구속 상태를 유지하고 중성자 별 또는 블랙홀이됩니다.

별 (흰색 왜성)이 폭발하게하는 두 번째 방법은 열핵 반응입니다. 핵융합 반응에서 탄소와 산소가 점화 될 수 있다면, 충분한 에너지가 방출되어 백색 왜성의 중력 결합 에너지를 초과합니다. 이들은 유형 Ia 초신성입니다.

더 간단한 차례로 답하십시오. (예, 매우 간단하지만 기본 개념을 소개해야합니다).

별은 수소와 같은 가벼운 원소들과 헬륨으로 변하는 핵융합에 의해 "화상을 입는다". 그 타는 것의 열과 에너지는 끊임없이 그것을 들고있는 별 내부의 물질을 밀어냅니다. 융합 수소는 충분한 에너지를 생성하여 중앙으로 붕괴되는 것을 막습니다.

별에 연료가 떨어지기 시작하면 "화재"가 차가워지고 추진력이 약해집니다.

결국 푸시는 별을 따로 유지하기에 충분하지 않으며 모두 함께 돌진합니다. 그 붕괴는 엄청난 양의 에너지를 방출하여 폭발을 일으 킵니다.