Neon požírající elektrony spouští zhroucení masivních hvězd  
V nitru hvězd o hmotnosti 8 až 10 Sluncí dochází k tomu, že atomy neonu a také hořčíku vychytávají degenerované elektrony. Tyto elektrony ale udržují jádro takové hvězdy proti síle gravitace. Když jejich množství podstatně klesne, tak se jádro hvězdy zhroutí a odpálí supernovu s vychytáváním elektronů (electron capture supernova).
Hladový neon lapá elektrony. Kredit: Kavli IMPU.
Hladový neon lapá elektrony. Kredit: Kavli IMPU.

Veliké hvězdy, jejichž hmotnost odpovídá 8 až 10 Sluncím, obvykle vytvářejí jádro, které se skládá z kyslíku, hořčíku a neonu. Takové hvězdné jádro je pak plné degenerovaných elektronů, které se podílejí na udržení existence jádra proti neustálému působení bezohledné gravitace. Jakmile hustota jádra hvězdy přesáhne určitou hranici, tak se hořčík a pak i neon pustí do „pojídání“ degenerovaných elektronů.

 

Fáze supernovy s vychytáváním elektronů. Kredit: Kavli IMPU.
Fáze supernovy s vychytáváním elektronů. Kredit: Kavli IMPU.

Jde o proces zachycení elektronů "electron capture" , přičemž upoutaný elektron s jaderným protonem interaguje za vzniku neutronu s neutrinem. Dřívější studie ukázaly, že k tomuto procesu dochází, když se hmota jádra hvězdy blíží Chandrasekharově mezi. Zatím ale nebylo jasné, zda takové poutání s přeměnou elektronů může spustit vznik neutronové hvězdy.

 

Mezinárodní tým badatelů nedávno zjistil, že neon v jádru zmíněných hvězd svým pohlcováním degenerovaných elektronů skutečně může způsobit zhroucení hvězdy do extrémní podoby neutronové hvězdy a odpálí tím hvězdu jako supernovu. Vědci detailně studovali evoluci hvězdy o hmotnosti 8,4 Sluncí a spustili si řadu počítačových simulací. V simulacích se zaměřili hlavně na situaci v jádru hvězdy, jehož tvar udržuje tlak degenerovaných elektronů, působící proti gravitaci hvězdy.

 

Ikonická Krabí mlhovina. Kredit: Kavli IMPU.
Ikonická Krabí mlhovina. Kredit: Kavli IMPU.

Výsledky simulací ukazují, že neon, a v menší míře také hořčík pohlcují degenerované elektrony a jejich množství v jádru hvězdy rychle klesá. Při popsaném poutání elektronů se uvolňuje značné množství tepla. Když hustota v jádru dotyčné hvězdy přesáhne 1010 g/cm3, kyslík v jádru zahájí „spalování“ materiálu v jádru, při němž vznikají atomová jádra železa, niklu a podobných prvků. Je tam takové horko, že protony unikají z atomových jader, což dále přispívá k poutání elektronů.

 

Výsledkem toho všeho může být supernova poutající elektrony (electron capture supernova). U některých hvězd o tomto rozsahu hmotnosti (8 až 10 Sluncí) může dojít k tomu, že kvůli ztrátám hmoty hvězdnými vichry nevznikne neuronová hvězda, ale bílý trpaslík, složený z kyslíku, hořčíku a neonu. Autoři studie jsou přesvědčeni, že právě jimi popsaný mechanismus supernovy může vysvětlit některé vlastnosti supernovy, která z našeho pohledu explodovala v roce 1054 a vytvořila divukrásnou Krabí mlhovinu.

 

Literatura

Kavli IMPU 30. 3. 2020.

Astrophysical Journal online 25. 11. 2019.

Datum: 06.04.2020
Tisk článku

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

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)
Fotony s nejvíce extrémní energií v historii přilétly z Krabí mlhoviny     Autor: Stanislav Mihulka (09.07.2019)



Diskuze:

Správná terminologie

Libor Urbancik,2020-04-08 11:12:13

V článku se používá neodborná terminologie. "jde o proces vychytávání elektronů "electron capture" (upoutaný elektron s jaderným protonem dává vznik neutronu s neutrinem)". Proces vychytávání elektronů se právně nazývá elektronový záchyt, upoutaný elektron je správně elektron vázaný na elektronovém orbitalu. Nejde o "přeměnu elektronů", ale jde o interakci elektronů vázaných v obalu atomu s protonem/y v jádře atomu 20Ne.

Odpovědět

Terminologie

Karel Petr,2020-04-07 12:17:48

Český pojem je "záchyt elektronu" a není to žádná speciální "vychytávka" hvězd: Jedná se o jeden ze způsobů přeměny beta, kdy zachycený elektron s jaderným protonem se přemění na neutron a neutrino.

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