What is Meant by a Supernova Explosion
Таркишҳои супернова аз ҷумлаи рӯйдодҳои пуртаъсир ва ҳайратангез дар коинот мебошанд. Онҳо марги шадиди баъзе намудҳои ситораҳоро нишон медиҳанд ва яке аз пурқудраттарин падидаҳои табиатро ифода мекунанд. Дурахши супернова метавонад тамоми галактикаҳоро равшан кунад ва пас аз он акси садо дар кайҳон пайдо шавад, ситораҳои навро ба вуҷуд орад ва ҳатто ба унсурҳое, ки сайёраҳоро ташкил медиҳанд ва, дар маҷмӯъ, худи ҳаёт, саҳм гузорад. Ин мақола ба он менигарад, ки таркишҳои супернова чист, намудҳои онҳо ва аҳамияти онҳо дар кайҳон чист.
What Is a Supernova Explosion?
Тӯфони фавқуттабиӣ як таркиши фалокатбор аст, ки дар охири давраи ҳаёти ситора рух медиҳад. Ин таркиш он қадар шадид аст, ки миқдори зиёди энергияро хориҷ мекунад ва баъзан тамоми галактикаро барои муддати кӯтоҳ равшан мекунад. Ин таркиш боиси ихроҷи қисми зиёди ё тамоми маводи ситора ба кайҳон мегардад ва метавонад муҳити атрофи байниситораро ба таври назаррас тағйир диҳад.
The Lifecycle of a Star
Барои фаҳмидани фавқулодаҳо, фаҳмидани давраи ҳаёти ситора муҳим аст. Ситораҳо аз абрҳои газ ва чанг, ки таҳти таъсири қувваи ҷозибаи худ фурӯ мераванд, ба вуҷуд меоянд. Тавассути синтези ҳастаӣ, атомҳои гидроген дар ядрои ситора барои ташкили гелий муттаҳид мешаванд ва миқдори зиёди энергияро хориҷ мекунанд, ки ба фурӯпошии ҷозиба муқобилат мекунад ва ситораро дастгирӣ мекунад. Ин раванди синтез вобаста ба массаи ситора аз миллионҳо то миллиардҳо сол идома меёбад.
Types of Supernovae
Супернова ба ду навъи асосӣ тақсим карда мешаванд: Навъи I ва Навъи II, ки ҳар кадоме бо механизмҳои гуногун фарқ мекунанд.
Type I Supernovae
Ситораҳои навтарини навъи I дар спектрҳои худ хатҳои гидроген надоранд ва минбаъд ба зергурӯҳҳо (Ia, Ib ва Ic) тақсим мешаванд.
Type Ia Supernovae
Навъҳои Ia дар системаҳои ситораҳои дуӣ ба вуҷуд меоянд, ки яке аз ситораҳо як паканаи сафед аст. Бо гузашти вақт, паканаи сафед аз ситораи ҳамроҳи худ мавод ҷамъ мекунад. Вақте ки массаи паканаи сафед ба ҳадди Чандрасехар (тақрибан 1.4 массаи офтобӣ) наздик мешавад, фишор ва ҳарорат дар ядро барои афрӯхтани реаксияи синтези зуд кофӣ мешавад, ки боиси таркиши шадид мегардад. Ин навъ барои чен кардани масофаҳои кайҳонӣ аз сабаби дурахшони пешгӯишавандаи он махсусан муҳим аст.
Type Ib and Ic Supernovae
Навъҳои Ib ва Ic аз ситораҳои азимҷуссае сарчашма мегиранд, ки қабатҳои берунии гидрогении худро гум кардаанд, эҳтимолан аз сабаби шамолҳои ситоравӣ ё таъсири мутақобила бо ситораи ҳамроҳ. Дар ҳоле ки механизмҳои дохилии онҳо монанданд, Навъи Ic инчунин дар спектрҳои худ хатҳои гелий надорад.
Type II Supernovae
Навъи дуюми фавқуттабиӣ дар спектрҳои худ хатҳои гидрогенро нишон медиҳад, ки нишон медиҳад, ки онҳо аз ситораҳои азим (зиёда аз ҳашт массаи офтобӣ) сарчашма мегиранд, ки то ҳол лифофаҳои гидрогении худро нигоҳ медоранд. Ин фавқуттабиӣӣ вақте рух медиҳанд, ки ситора сӯзишвории синтези худро дар ядрои худ тамом карда, боиси фурӯпошии он дар зери таъсири ҷозиба мегардад. Фурӯпошии ядро ногаҳон қатъ мешавад, вақте ки ядро ба ситораи нейтронӣ ё сӯрохи сиёҳ табдил меёбад ва мавҷҳои зарбаро тавассути қабатҳои берунӣ мефиристад ва боиси таркиши аҷиб мегардад.
The Physics Behind Supernova Explosions
Физикае, ки фавқулодаҳоро идора мекунад, мураккаб аст ва шароити фавқулоддаро дар бар мегирад. Дар қалби аксари фавқулодаҳо раванди фурӯпошии ядро ё фирори термоҳадравӣ қарор дорад.
Core Collapse
Дар ситораҳои азим (>8 массаи офтобӣ), синтез то он даме, ки дар ядро оҳан ва никел пайдо шаванд, идома меёбад. Омезиши оҳан ба унсурҳои вазнинтар энергияро озод намекунад; аз ин рӯ, ҳеҷ фишори беруна ба қувваҳои ҷозиба муқобилат намекунад, ки боиси фурӯпошии ядро мегардад. Фишурдани босуръати ядро ҳароратро то миллиардҳо дараҷа баланд мекунад, ки равандҳои экзотикӣ ба монанди забти электронро, ки нейтронҳо ва нейтриноҳоро ташкил медиҳанд, имконпазир месозад. Фишурдани ядро вақте қатъ мешавад, ки фишори дегенератсияи нейтрон ё қувваҳои теладиҳандаи ҳастаӣ ба кор медарояд, ки дубора пайдо мешаванд ва мавҷҳои зарбаро ба берун мефиристанд ва суперноваи навъи II-ро ба вуҷуд меоранд.
Thermonuclear Runaway
Дар суперноваҳои навъи Ia, ҷамъшавии мавод аз ҷониби як паканаи сафед шароитро барои омезиши карбон ва оксиген ба вуҷуд меорад. Ин раванди омезиш ба таври беназорат суръат мегирад ва боиси таркиши термоҳадравӣ мегардад, ки паканаи сафедро нобуд мекунад.
Observational Characteristics
Супернова асосан тавассути каҷҳои рӯшноӣ, спектрҳо ва боқимондаҳои онҳо мушоҳида мешаванд.
Light Curves
Каҷхати рӯшноии ситораи фавқуттабиӣ, ки равшании онро бо мурури замон нишон медиҳад, одатан болоравии якбора ба авҷи равшанӣ ва баъдан коҳиши тадриҷиро нишон медиҳад. Суръати коҳиш метавонад дар бораи равандҳои дахлдор ва намуди ситораи фавқуттабиӣ маълумот диҳад.
Spectra
Таҳлили спектроскопӣ унсурҳои мавҷуд дар таркиш ва суръатҳои онҳоро ошкор мекунад. Масалан, набудани гидроген дар намуди I ва мавҷудияти он дар спектрҳои суперноваҳои навъи II ба таснифот мусоидат мекунад.
Remnants
Боқимондаҳои ситораҳои нейтронӣ, сӯрохиҳои сиёҳ ва боқимондаҳои ситораҳои навро дар бар мегиранд. Ситораҳои нейтронӣ нурҳои рентгенӣ ва баъзан мавҷҳои радиоӣ мебароранд, дар ҳоле ки сӯрохиҳои сиёҳро тавассути таъсири ҷозибаи онҳо муайян кардан мумкин аст. Мавҷи зарбаи васеъшаванда аз таркиш бо маводи байниситоравӣ ҳамкорӣ карда, сохторҳои зебоеро ба монанди тумани харчанг ба вуҷуд меорад.
Significance of Supernovae
Супернова дар соҳаҳои гуногуни илмӣ аҳамияти амиқ дорад.
Cosmic Enrichment
Супернова унсурҳои вазнин (ба монанди тилло, нуқра ва уран)-ро, ки барои системаҳои сайёра ва ҳаёт муҳиманд, синтез мекунанд. Ин унсурҳо ба кайҳон пароканда шуда, наслҳои ояндаи ситораҳо ва сайёраҳоро мекоранд.
Stellar and Galactic Evolution
Бо омӯзиши ситорашиносон, ситорашиносон дар бораи давраҳои ҳаёти ситорагон ва равандҳои эволютсионии галактикаҳо маълумот пайдо мекунанд. Энергия ва маводе, ки хориҷ карда мешаванд, ба суръати ташаккули ситорагон ва динамикаи галактикаҳо таъсир мерасонанд.
Cosmology
Суперноваҳои навъи Ia ҳамчун "шамъҳои стандартӣ" барои чен кардани дақиқи масофаҳои астрономӣ хизмат мекунанд, ки дар фаҳмидани васеъшавии кайҳонӣ ва суръати васеъшавии коинот муҳим аст ва бо ин роҳ ба энергияи торик рӯшноӣ меандозад.
Unraveling Fundamental Physics
Супернова имкон медиҳад, ки шароити шадид омӯхта шавад, физикаи ҳастаӣ, физикаи нейтрино ва назарияи нисбии умумӣ санҷида шавад. Мушоҳидаҳои нейтриноҳо аз супернова, ба монанди SN 1987A дар абрҳои калони Магелланӣ, имкониятҳои нодиреро барои омӯхтани физикаи зарраҳо берун аз имконоти заминӣ фароҳам меоранд.
Conclusion
Таркишҳои супернова рӯйдодҳои калидии осмонӣ мебошанд, ки фаҳмиши моро дар бораи коинот ташаккул медиҳанд. Онҳо марги тағйирдиҳанда ва зӯроваронаи ситорагонро қайд мекунанд ва ба давраи кайҳонии модда ва энергия мусоидат мекунанд. Аз офаридани унсурҳои муҳим барои ҳаёт то имкон додани андозагирии васеъшавии коинот, суперноваҳо нуқтаи марказии таҳқиқоти астрономӣ боқӣ мемонанд. Бо идома додани омӯзиши ин таркишҳои пурқувват, олимон метавонанд асрори бештареро дар бораи коинот ва ҷойгоҳи мо дар он кашф кунанд.
