सुपरनोवा विस्फोट के बाद द्रव्य कोर में क्यों रहता है?

Question

सुपरनोवा विस्फोट के बाद एक सितारा एक सफेद बौना, न्यूट्रॉन स्टार, ब्लैक होल या बस एक तारकीय धूल और गैस बचे हुए में बदल सकता है।

बाद के मामले को छोड़कर, स्टार का मूल मामला क्यों और कैसे ढह जाता है, ऐसी घटना के बाद जहां पदार्थ फट जाता है और अंतरिक्ष में बिखर जाता है?

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यह दूसरा तरीका है। पतन के बाद विस्फोट पहले आता है। मूल रूप से रहने का कोर ढह जाता है और बाहरी हिस्सा शून्य को भरने के लिए गिरता है, बहुत गर्म हो जाता है (आंशिक रूप से ढहने वाले कोर द्वारा ऊर्जा का एक परिणाम के रूप में और आंशिक रूप से अपने स्वयं के पतन से) और विस्फोटक रूप से फ़्यूज़ हो जाता है।

— स्टीव लिंटन

स्टीव, यही सवाल है। विस्फोट के बाद एक न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक पूरी जगह पर छोड़ दिया जा सकता है। विस्फोट के बाद बची हुई बात इतनी सघन वस्तुओं में क्यों गिर जाती है? हो सकता है कि नोवा विस्फोट केवल टूटते हुए तारे के कुछ हिस्से को बाहर निकाल दे?

— रिकार्डो

@ लुह का मेरा मतलब धूल और गैस है

— Riccardo

@riccardo बिल्कुल। विस्फोट तारे के ध्वस्त कोर के चारों ओर होता है, बाहरी परतों को बाहर की तरफ उड़ाता है, लेकिन कोर को छोड़कर, कुछ मामलों में बरकरार है

— स्टीव लिंटन

एक ब्लैक होल WRT, क्योंकि - जाहिर है! - गुरुत्वाकर्षण ऐसा है कि पलायन वेग प्रकाश की गति से अधिक है। इस प्रकार कुछ भी संभवतः बच नहीं सकता। न्यूट्रॉन स्टार के लिए मामला थोड़ा कम चरम पर है।

— jamesqf

Answer 1

"कुछ को उड़ाने" के लिए आपको इसकी बाध्यकारी ऊर्जा की तुलना में अधिक ऊर्जा जारी करने की आवश्यकता है और उस ऊर्जा को फँसाने का एक तरीका है ताकि यह दूसरे तरीके से बच न सके।

एक कोर पतन के केंद्र में सुपरनोवा 10 किमी का दायरा है, $1.4 M_{\odot}$गेंद (लगभग) न्यूट्रॉन। इसकी गुरुत्वाकर्षण बंधनकारी ऊर्जा है$\sim GM^2/R = 5\times 10^{46}$ जे।

यह लगभग इतना ही है कि बहुत बड़े आकार से कोर के ढहने से कितनी ऊर्जा निकलती है (यानी सुपरनोवा की ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण के साथ शुरू होती है) और चूंकि उस ऊर्जा में से कुछ लोहे के नाभिकों को अलग करने और न्यूट्रॉन (दोनों एंडोथर्मिक) बनाने में जाती है प्रक्रियाएं) और अधिकांश बाकी न्यूट्रिनो के रूप में बच जाते हैं, फिर कोर को अनबाइंड करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं हो सकती है। इस ऊर्जा का केवल एक छोटा सा अंश (1%) मूल तारे के लिफाफे में स्थानांतरित किया जाता है , क्योंकि इसमें बहुत बड़ा त्रिज्या (कम से कम 5 परिमाण के आदेश) है, जो इसकी गुरुत्वाकर्षण बाध्यकारी ऊर्जा को दूर करने और इसे विस्फोट करने के लिए पर्याप्त है। अंतरिक्ष में।

एक प्रकार Ia सुपरनोवा (एक विस्फोट सफेद बौना) का मामला काफी अलग है। यहां ऊर्जा स्रोत गुरुत्वाकर्षण का पतन नहीं है , बल्कि सभी कार्बन और ऑक्सीजन के थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट से, जो सफेद बौने को बनाते हैं, जिससे लौह शिखर तत्व बनते हैं। यह एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया तेजी से मूल तारे को उदासीन करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा छोड़ती है (जैसे यहाँ देखें ) और यह पूरी तरह से नष्ट हो गई है।

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बहुत उपयोगी! धन्यवाद!

— रिकार्डो

"यह लगभग इतना ही है कि बहुत बड़े आकार से कोर के गिरने से कितनी ऊर्जा निकलती है (अर्थात सुपरनोवा की ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण के साथ शुरू होती है) और चूंकि कुछ ऊर्जा लोहे के नाभिकों को अलग करने और न्यूट्रिन बनाने में जाती है (दोनों एंडोथर्मिक प्रक्रियाएं) और अधिकांश बाकी न्यूट्रिनो के रूप में बच जाते हैं, फिर कोर को एकजुट करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं हो सकती है। " तो कुछ सेकंड में निकेल -56 में लगभग पूरे लिफाफे को फ्यूज करके जारी की गई ऊर्जा की गिनती नहीं होती है?

— सीन

@ सीन जो एक कोर पतन सुपरनोवा में नहीं होता है और निकाला हुआ लिफाफा मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम है। कोर पहले से ही लोहे के शिखर तत्वों के रूप में है जब यह ढह जाता है। कोर से परे किसी भी (सीमित) संलयन का कोर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है क्योंकि यह ढहने के दौरान लिफाफे से पूरी तरह से विघटित हो जाता है। लिफाफे में कोई भी संलयन विशाल न्यूट्रिनो प्रवाह द्वारा जमा ऊर्जा (किसी तरह) की तुलना में ऊर्जावान है।

— रॉब जेफ्रीज

Answer 2

उपरोक्त स्पष्टीकरण से क्या गायब है, जो वास्तव में चल रहा है जो किसी भी तरह के विस्फोट का कारण बनता है।

मैं इस के साथ मदद करने के लिए xkcd से चोरी करने जा रहा हूँ:

https://what-if.xkcd.com/73/

और यहाँ मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट का एक लेख है जो न्यूट्रिनो पहलू की प्रकृति के बारे में गहराई से बात करता है:

https://www.mpg.de/11368641/neutrinos-supernovae

अंत में, जब तारा मरने के क्षणों में होता है, तो वह न्यूट्रिनो का उत्सर्जन करना शुरू कर देता है। बहुत सारे न्यूट्रिनो ... बहुत सारी ऊर्जा के साथ। अब, मुझे यकीन है कि आप सोच रहे हैं "क्या होगा ... वे कुछ भी नहीं तौलना"। लेकिन यह शाब्दिक रूप से चींटियों के साथ एक फुटबॉल स्टेडियम में दफन किया जा रहा है ... वहाँ बहुत सारे न्यूट्रिनों को इतनी ऊर्जा पैक कर रहे हैं कि वे शाब्दिक रूप से तारे के बाहरी मामले को बड़ी ऊर्जा के साथ बाहर की ओर उड़ाते हैं ताकि इसे गुरुत्वाकर्षण से दूर ले जाया जा सके। बचे हुए मामले की।

आह ... लेकिन कोई बात कैसे बनी रहती है? क्योंकि केंद्र के करीब, गुरुत्वाकर्षण कुआं सबसे गहरा है, और केंद्र के करीब भी किसी भी कण (न्यूक्लियस / न्यूट्रॉन) को न्यूट्रिनोस द्वारा सभी दिशाओं में समान रूप से बमबारी की जा रही है ... इसलिए कुल गति प्रभावी रूप से शून्य हो जाती है। इस मामले को थोड़ा आगे बढ़ा दिया जाता है ... लेकिन बहुत गहरे गुरुत्वाकर्षण में वापस गिर जाता है।

मुझे यकीन है कि यह निहारना एक दृष्टि होगी ... उस संक्षिप्त क्षण के लिए, इससे पहले कि आप न्यूट्रिनो (और अन्य सभी ऊर्जा) द्वारा वाष्पीकृत हो जाएं।

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इस तरह के विस्फोट के करीब आईएसएस जैसे मानव में कुछ भी हो सकता है और बच सकता है? एक मानव जहाज पर रिमोट नियंत्रित उपग्रह या अन्य वाहन के बारे में क्या?

— db

@db: लगभग 50-100 प्रकाश वर्ष: Earthsky.org/astronomy-essentials/supernove-distance यह पृथ्वी के लिए है, वायुमंडल और C के साथ थोड़ी सुरक्षा प्रदान करने के लिए।

— jamesqf

"कुल गति शून्य करने के लिए रद्द करता है"। यह नहीं है कि दबाव कैसे काम करता है। केंद्र में न्यूट्रिनो से होने वाला दबाव सबसे अधिक होता है।

— रोब जेफ्रीज

@IlmariKaronen दबाव प्रवणता एक सुपरनोवा अवशेष के मूल के अंदर भी तारा की तुलना में कहीं अधिक है।

— रोब जेफ्रीज 13

@ इल्मारिकारोन निश्चित रूप से केंद्र में बिल्कुल शून्य है, परिभाषा के अनुसार।

— रोब जेफ्रीज

Answer 3

नासा साइट पर जवाब मिला

पतन इतनी जल्दी होता है कि यह बहुत बड़ी झटकेदार लहरें पैदा करता है जो तारे के बाहरी हिस्से को फटने का कारण बनता है!

इसका मतलब है कि कोर किसी तरह विस्फोट से बच गया

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क्या यह भीख नहीं है? (शब्द के मूल अर्थ में)। "द्रव्य कोर पर ढह जाता है क्योंकि ... सदमे की लहरें विस्फोट के बाहरी हिस्से का कारण बनती हैं" वास्तव में कुछ भी नहीं समझाता है। इस उत्तर का मुख्य भाग अंत में "किसी तरह" बिट में खो जाता है। क्या यह संभव होगा कि "किसी तरह" क्या है, कृपया विस्तार से बताएं?

— सुसानडब्ल्यू

Answer 4

सुपरनोवा विस्फोट के बाद, घटना एक न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैकहोल के रूप में एक कॉम्पैक्ट वस्तु को छोड़ सकती है। वस्तु अभी भी गिरती हुई अभिवृद्धि या उसके साथी तारे जैसी सामग्रियों को ग्रहण कर सकती है। यदि ऑब्जेक्ट एक न्यूट्रॉन स्टार है, तो यह आगे एक ब्लैकहोल में गिर सकता है।

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यही तो प्रश्न है ! कोर इस तरह के विस्फोट से कैसे बच सकता है जो 11 प्रकाश वर्षों में बात बिखेर देगा? यह केकड़े नेबुला का आकार है ....

— रिकार्डो

मुझे लगता है कि मूल प्रश्न का बिंदु यह है कि ऐसा कैसे होता है, ऐसा नहीं है।

— कार्ल विट्ठॉफ्ट

अंतरिक्ष में @ रेकार्डो, एक बार जब आप उस बिंदु पर तितर बितर हो जाते हैं, जहां इसका अपना गुरुत्वाकर्षण इसे वापस नहीं खींचेगा तो यह बस चलता रहेगा। यदि आप लंबे समय तक प्रतीक्षा करते हैं तो यह 11, 1100 या 11000 प्रकाश वर्ष में फैल जाएगा।

— स्टीव लिंटन

सही बात! मुझे यह सोचकर मूर्ख बनाया गया कि इस मामले का विस्तार होना बंद हो जाएगा क्योंकि यह पृथ्वी पर होता है :-)

— रिकार्डो

@ रीकॉर्डो: ग्रेविटी। न्यूट्रॉन सितारों में यह बहुत है।

— सीन

Answer 5

ध्यान दें कि 50-150 सौर द्रव्यमान रेंज में बड़े पैमाने पर तारे एक सुपरनोवा एंड लीव में कोई कोर कसर नहीं छोड़ सकते हैं, क्योंकि "जोड़ी अस्थिरता" नामक एक चीज है।

Answer 6

एक तारे में, दो विरोधी बल होते हैं जो आमतौर पर एक दूसरे को संतुलित करते हैं गुरुत्वाकर्षण एक बल है जो पतन को प्रेरित करता है, जबकि संलयन प्रतिक्रियाओं से विकिरण दबाव पतन की प्रवृत्ति को रोकता है। छोटे, सूरज जैसे तारे, जब उन्होंने अपने अधिकांश हाइड्रोजन ईंधन का इस्तेमाल किया है, तो वे "हीलियम" जलाना शुरू कर देंगे और लाल दिग्गज बन जाएंगे। जब हीलियम बाहर निकलता है तो वे अपनी बाहरी परतों को नोवा में ढँक देते हैं और पृथ्वी के आकार के बारे में एक सफेद बौना बनाने के लिए ढह जाते हैं। ये सफेद बौने आश्चर्यजनक रूप से घने और भारी होते हैं, क्योंकि मूल तारे का अधिकांश द्रव्यमान तुलनात्मक रूप से छोटे आयतन में संकुचित हो गया होता है। आगे के पतन का प्रतिरोध इलेक्ट्रॉन अध: पतन दबाव नामक बल द्वारा होता है।

सूर्य से बहुत बड़े सितारे हीलियम से परे फ्यूज़िंग तत्वों पर जाएंगे, जब तक वे लोहे तक नहीं पहुंचते तब तक भारी तत्वों की परतें बन जाती हैं। लोहे से परे तत्वों के संलयन के लिए किसी भी उत्पादन के बजाय ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता होती है, और परमाणु आग बाहर निकलती है, इसलिए विकिरण से समर्थन से वंचित होकर स्टार पतन की बाहरी परतों पर दबाव पड़ता है, जिससे एक सुपरनोवा विस्फोट होता है। अधिक छोटे तारों के साथ अधिक कठोर पतन को रोकने के लिए इलेक्ट्रॉन अध: पतन का दबाव पर्याप्त नहीं है। ढहते हुए तारे के द्रव्यमान के अनुसार, इसका परिणाम या तो न्यूट्रॉन तारे के निर्माण के रूप में होगा, जो कि 6 मील के पार अविश्वसनीय घनत्व के विशाल परमाणु नाभिक की तरह है, लेकिन हमारे सूर्य के कई हिस्सों के बराबर द्रव्यमान युक्त है, या यह एक ब्लैक होल विलक्षणता बनाने के लिए और ढह जाएगा जिसमें पदार्थ विज्ञान द्वारा पूरी तरह से समझ में न आने वाली स्थिति में प्रवेश करता है। वैसे हमारा सूर्य 860,000 मील व्यास का है।

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यह प्रश्न को बिल्कुल भी संबोधित नहीं करता है।

— रोब जेफ्रीज

इन सुपरनोवा के अवशेषों के विशाल गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण पदार्थ का पतन हुआ है। मैंने सोचा था कि यह स्पष्ट था।

— माइकल वाल्स्बी