Supermasivní hvězdy se mohou totálně anihilovat termojadernou explozí  
Supernova SN 2016iet je extrémně výjimečná. Její extravagantní vlastnosti napovídají, že šlo o explozi hvězdného monstra s hmotou asi 200 Sluncí. Tahle supernova nejspíš zažehla devastující termojadernou anihilaci, po které z hvězdy nezůstalo vůbec nic. Rozplynula se jako kouř.
Totální supernova. Kredit: Gemini Observatory/NSF/AURA/
Totální supernova. Kredit: Gemini Observatory/NSF/AURA/

Dne 14. listopadu 2016 postřehla evropská observatoř Gaia jako první novou supernovu SN 2016iet. Místo vesmírné exploze pak odborníci intenzivně sledovali po více než 800 dní, s pomocí celé řady různých zařízení, včetně teleskopu Gemini North s jeho zařízením Multi-Object Spectrograph na Havaji.

 

A stálo to za to. Jak říká Chris Davis z agentury NSF, tahle supernova je extrémně výjimečná. Podle něj se občas stane, že nějaká supernova, kterých jsme v uplynulých desetiletích pozorovali tisíce, je mimořádná v tom či onom ohledu. Ale supernova SN 2016iet je výjimečná snad každým představitelným způsobem. Je tak divná, že vedoucí výzkumu Sebastian Gomez z centra Center for Astrophysics / Harvard & Smithsonian a jeho tým pochybovali o správnosti svých dat. Exploze byla až strašidelně dlouhá, měla obrovskou energii, neobvyklé chemické složení a proběhla tam, kde by ji nikdo nečekal. Vše nasvědčuje tomu, že se tahle supernova odpálila v oblasti, kde prakticky neprobíhá tvorba nových hvězd. To je velice neobvyklé prostředí pro vznik gigantické hvězdy, která skončila svůj velmi krátký život takovouto supernovou.

 

Sebastian Gomez. Kredit: Harvard University.
Sebastian Gomez. Kredit: Harvard University.

Z dostupných dat a velmi neobvyklé povahy supernovy SN 2016iet vyplývá, že šlo o explozi hvězdy o hmotnosti asi 200 Sluncí, tedy přinejmenším jednu z nejhmotnějších, jejíž supernovu jsme kdy pozorovali. Podobné prý mohly být supernovy první generace hvězd, které se zrodily v našem vesmíru. Vědci se domnívají, že když si taková hvězdná monstra udrží většinu hmoty během svého bouřlivého a hlavně nesmírně krátkého života – což může být tak pár milionů let – tak pak zanikají extrémní explozí takzvané supernovy párové nestability (pair-instability supernova).

 

Okolí supernovy SN 2016iet. Vlevo před explozí, vpravo po explozi. Kredit: GEMINI Observatory.
Okolí supernovy SN 2016iet. Vlevo před explozí, vpravo po explozi. Kredit: GEMINI Observatory.

Když se hroutí taková supermasivní hvězda, tak její zanikající jádro produkuje záplavu tvrdého gama záření. To vede ke zběsilé produkci párů částic a antičástic, proto se mluví o supernově párové nestability. Nakonec může dojít k zážehu zcela zběsilé a katastrofální termojaderné exploze, v níž částice vzájemně anihilují, včetně toho, co tvořilo její jádro.

 

Teoretické modely předpovídají, že supernovy párové nestability by se měly objevovat v prostředí chudém na „kovy“, čili prvky těžší než vodík a helium. Supernova SN 2016iet je přesně taková. Odpálila se v trpasličí galaxii, vzdálené od nás 1 miliardu světelných let, která neoplývá těžšími prvky. Pozoruhodné je, že se tato extrémní supernova nezrodila v nějakém husté shluku hvězd, ale daleko na periferii, asi 54 tisíc světelných let od centra zmíněné trpasličí galaxie. Pro astronomy je to záhada. V našem okolí známe jen pár hvězd, které se svojí hmotností alespoň blíží původci supernovy SN 2016iet. Všechny se ale nalézají ve hvězdných porodnicích, kde jsou obklopené tisícovkami dalších hvězd.


Není to tak dlouho, co odborníci pochybovali, zda takto obrovské hvězdy vůbec existují. Supernova SN 2016iet je vlastně úplně první supernovou, která odpovídá modelu supernovy párové nestability svou hmotností, svým chováním, i prostředím trpasličí galaxie chudé na těžší prvky. Naštěstí je tahle supernova tak jasná, a zároveň tak izolovaná od okolí, že ji bude možné i nadále pozorovat po celé roky. Gomez a další vědci sázejí na to, že nám přinese spoustu zajímavých informací.


Video:   Sackler Conference 2016 -- Stan Woosley: Pair-Instability Supernovae


Literatura
GEMINI Observatory 15. 8. 2019.

Datum: 16.08.2019
Tisk článku

Supernova - Buttlar Johannes von
 
 
cena původní: 149 Kč
cena: 139 Kč
Supernova
Buttlar Johannes von
Související články:

Vzácná supernova z eliptické galaxie     Autor: Stanislav Mihulka (11.03.2013)
Nejzářivější hypernova všech dob mate astronomy     Autor: Stanislav Mihulka (16.01.2016)
Splašený bílý trpaslík je přeživším vzácné supernovy     Autor: Stanislav Mihulka (21.08.2017)
Astronomové objevili nový typ exploze v centrech aktivních galaxií     Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2017)



Diskuze:

Podle mého laického pohledu,

Karel Ralský,2019-08-18 16:23:46

vznikla li na okraji, je docela možné že bublina, která by vznikla díky černé díře se prostě rozplynula mimo náš prostor,("tmavá hmota") který hmota vytváří a nemohla se tedy proměnit v prostoru okolo hmoty, v hmotném prostoru v černou díru nebo velmi malou která na okraji(hranicích mezi "temnou hmotou" a prostorem) hned zanikla(sloučila se s "temnou hmotou").

Odpovědět

Tedy, astrofyzik zrovna nejsem,

Pavel Nedbal,2019-08-17 22:06:31

nicméně pokud se má hvězda rozplynout bez pozůstatku (ČD, n-hvězda, BT), musí být splněna podmínka, že se musí uvolnit větší energie, než je potenciální energie všech částic hvězdy přenesených z původního místa do nekonečna. Takže to by snad mohlo proběhnout tímto mechanismem: hvězda nemá prakticky kovy, tedy nemá C, aby běžela CNO syntéza. PP reakce běží již při výrazně nižších teplotách, zabírá tedy větší poloměr od středu, kde se kumuluje He, to však potřebuje k 3-alfa reakci podstatně vyšší teplotu. Takže vznikne velké jádro He, to pak překročí hranici rovnováhy tlak/gravitace a začne se prudce smršťovat a od centra se zapálí překotná 3-alfa syntéza, která hvězdu začne rozfukovat, následně se na rozhraní H-He zapálí tlakovou a teplotní vlnou zbývající H a vznikne mlhovina složená z C, He, zbylého H a trošičky těžších prvků, vzniklých r-syntézou z uvolněných n. Samozřejmě, že za extrémních teplot vznikne gamma takové energie, že vytváří páry částic a antičástic, ale tato a zpětná anihilace jsou energeticky neutrální. Totální rozpad hvězd obecně bude velmi vzácný.

Odpovědět

Článok je silne zavádzajúci,

Juraj Chovan,2019-08-17 14:24:32

keďže vyvoláva dojem že väčšina hmoty hviezdy jednoducho zmizne. To samozrejme nie je pravda, lebo, ak zanedbáme antičastice, úhrnný počet častíc pred explóziou musí byť rovnaký ako po nej (lebo zákony zachovania atď.).

Tesne pred explóziou sa gravitačným zborením hviezdy uvoľní dostatok energie aby sa z tvrdého gama produkovali páry častíc a antičastíc ktoré v okamihu anihilujú, čím vznikne znovu tvrdé gama a proces sa počas explózie cyklicky opakuje miliardy krát.

Vzniklé antičastice pri anihilácii len zriedka natrafia na časticu, ktorá práve vznikla, zvyčajne teda anihilujú spolu s časticou ktorá tvorila pôvodnú hmotu hviezdy. Keďže tento proces sa mnohonásobne opakuje, v konečnom dôsledku prejde anihiláciou väčšina pôvodných častíc (avšak tie sú nahradené vzniklými časticami ktoré neanihilovali).

Je to teda podobné ako keď spláchneme vodu v záchode: Je pravda že takmer celá pôvodná voda zmizla v kanalizácii, nie je však pravda že po spláchnutí máme v záchode menej vody ako pred spláchnutím.

Odpovědět

...

Jan Balaban,2019-08-17 13:20:27

To bude asi nejaký nový objav vo fyzike. Anihilácia bez antihmoty.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace