Почему взрываются звёзды?

[мат-ламер]

У меня такое предположение. В какой-то момент в центральных частях звезды выгорает всё топливо. Ядро звезды сплющивается в нейтронную звезду. Оттуда идёт поток нейтрино. Нейтрино разогревает наружную часть звезды, где ещё сохранилось горючее (водород, кислород). Это горючее взрывается и учитывая, что звезда вращается всё быстрее и быстрее (возрастает центробежная сила), с большой скоростью удаляется от звезды. Сзади её дополнительно подталкивает нейтрино. Меня тут смущает, что нейтрино практически не взаимодействует с веществом.

[Munin]

мат-ламер в сообщении #907799 писал(а):

Нейтрино разогревает наружную часть звезды, где ещё сохранилось горючее (водород, кислород). Это горючее взрывается

Каким боком? Какими реакциями?

мат-ламер в сообщении #907799 писал(а):

Меня тут смущает, что нейтрино практически не взаимодействует с веществом.

Во время коллапса ядра гиганта в нейтронную звезду дуют такие мощные нейтринные ветры, что с веществом они взаимодействуют очень сильно.

[мат-ламер]

Munin в сообщении #907821 писал(а):

Каким боком? Какими реакциями?

Теми же реакциями, которыми оно медленно превращалось в железо. Нейтрино может разогревать звёздное вещество и повысить скорость реакции до взрыва.

-- Вс сен 14, 2014 23:16:28 --

А какие реакции происходят - я не знаю. В осколках сверхновых содержатся элементы и тяжелее железа. Откуда?

-- Вс сен 14, 2014 23:47:27 --

Случайно через Вики только что вышел на книги Бисноватого-Когана. Может там что есть по теме?

[Munin]

мат-ламер в сообщении #907830 писал(а):

Теми же реакциями, которыми оно медленно превращалось в железо.

Теми же реакциями - это реакциями слияния. Тут важно, чтобы сливающиеся частицы чаще и энергичнее сталкивались.

мат-ламер в сообщении #907830 писал(а):

Нейтрино может разогревать звёздное вещество и повысить скорость реакции до взрыва.

Ну, тут роль играет не только температура, но и плотность. В ядре звезды плотность обычно велика, а на периферии - гораздо ниже. Например, в Солнце в ядре плотность примерно 150, а вне ядра - меньше 1, так что средняя плотность около 1.

мат-ламер в сообщении #907830 писал(а):

А какие реакции происходят - я не знаю. В осколках сверхновых содержатся элементы и тяжелее железа. Откуда?

Тут дело в том, что дует не только плотный нейтринный, но и плотный нейтронный ветер. Нейтроны захватываются ядрами, даже когда это энергетически невыгодно, потому что нейтроны довольно энергичные.

По поводу литературы - я порекомендую свою тему-коллекцию «Литература по астрономии: аннотированный список». Там есть более узкоспециальные книги по ядерным реакциям, например, Крамаровский-Чечев.

А вообще, сверхновые звёзды - предмет, довольно с трудом поддающийся теоретическому описанию, особенно на детальном гидродинамическом уровне. Представления о них во многом остаются на уровне "брутто".

Можно взять за основу англоязычную статью Википедии, и дальше искать обзоры по арХиву.

[Pphantom]

мат-ламер в сообщении #907799 писал(а):

Ядро звезды сплющивается в нейтронную звезду.

Вот после этого все последующее уже не нужно. Энерговыделение при коллапсе ядра получится таким, что всякие нейтринные потоки, мелкие взрывы во внешних слоях и тому подобная мелочь на основном фоне заметна уже не будет.

мат-ламер в сообщении #907830 писал(а):

В осколках сверхновых содержатся элементы и тяжелее железа. Откуда?

Непосредственно перед коллапсом ядро звезды является непрозрачным для излучения (даже нейтринного), в результате выделяемой энергии попросту некуда деваться. Один из механизмов ее поглощения - эндотермический синтез тяжелых ядер.

[Xugin]

Pphantom в сообщении #907861 писал(а):

Один из механизмов ее поглощения - эндотермический синтез тяжелых ядер.

А по какой причине образовавшиеся ядра почти все стабильные, за исключением уранового и ещё некоторых доля коих не велика? Они успели распастся за астрономические времена? Или ядро урана особое, энергоёмкое? По какой причине не образовались заурановые элементы с островков стабильности?

[Pphantom]

Xugin в сообщении #908237 писал(а):

А по какой причине образовавшиеся ядра почти все стабильные, за исключением уранового и ещё некоторых доля коих не велика? Они успели распастся за астрономические времена? Или ядро урана особое, энергоёмкое? По какой причине не образовались заурановые элементы с островков стабильности?

В самых общих чертах синтез идет за счет слияния имеющихся ядер с альфа-частицами (есть и другие процессы, но основное продвижение по таблице Менделеева идет за счет этого). Совершенно очевидно, что чем дальше, тем меньше вероятность такого каскада захватов, поэтому совсем тяжелых ядер получается крайне мало. Причем на больших временах сохраняются, естественно, только (квази)устойчивые.

"Островки стабильности" являются таковыми в основном по контрасту с окружающими ядрами. Если время полураспада - секунды, а не миллисекунды, то с точки зрения химсостава остатков вспышек сверхновых разница невелика.

[Munin]

Xugin в сообщении #908237 писал(а):

А по какой причине образовавшиеся ядра почти все стабильные

Все нестабильные быстро распадаются.

Xugin в сообщении #908237 писал(а):

По какой причине не образовались заурановые элементы с островков стабильности?

Вот это хороший аргумент за то, что никаких островков там нет.

[swolka]

На примере солнца.
Гравитация заставляет звезду сжиматься, газ внутри ядра заставляет звезду расширяться. Если баланс соблюден, то все ок. Затем количество водорода постепенно в звезде расходуется, соответственно поверхность звезды увеличивается, соблюдая баланс.
Затем, когда топливо израсходовано, звезда уже огромных размеров, газ начинает остывать, давление падает. Внутренние части звезды не могут больше поддерживать вес внешних слоев. Звезда начинает разогреваться, чтобы началась реакция синтеза кислорода и углерода, температура ядра возрастает, атмосфера расширяется, получается красный карлик.
Когда гелий выгорит, звезда начнет сбрасывать внешние слои, и когда электронам не хватит больше места, звезда перестанет сжиматься, ну и останется белым карликом. С солнцем на этом все.
Но есть другие звезды, где процесс продолжится, ядра атомов начнут сталкиваться, произойдет ядерная реакция - вспышка сверхновой и родится пульсар.
Ну а если звезда еще массивней, то процесс продолжится дальше, коллапс продолжится, пересечет границу пространства времени, звезда навсегда исчезает, она оказывается внутри черной дыры, где гравитация настолько сильная, что свет не может вырваться оттуда. Есть еще варианты, ну да ладно.
Нейтрино к слову разлетается раньше взрыва, собственно таким образом их и ловят.

[Munin]

swolka в сообщении #908463 писал(а):

Затем количество водорода постепенно в звезде расходуется, соответственно поверхность звезды увеличивается, соблюдая баланс.

Вообще-то нет, ровно наоборот. По мере того, как водород в ядре расходуется, звезда становится меньше и ярче. Хотя это незначительные изменения, но считается, что во времена ранней Земли Солнце было процентов на 30 тусклее.

swolka в сообщении #908463 писал(а):

Затем, когда топливо израсходовано, звезда уже огромных размеров

Звезда становится огромных размеров по другой причине: в ядре зажигается реакция горения гелия, более мощная по энергетическому выходу.

swolka в сообщении #908463 писал(а):

атмосфера расширяется, получается красный карлик.

Красный гигант.

swolka в сообщении #908463 писал(а):

Когда гелий выгорит, звезда начнет сбрасывать внешние слои

Сбрасывать внешние слои звезда может не при остановке внутренней реакции, а наоборот, на пике её мощности, и при взрывах, при коллапсе.

[swolka]

Цитата:

Вообще-то нет, ровно наоборот. По мере того, как водород в ядре расходуется, звезда становится меньше и ярче. Хотя это незначительные изменения, но считается, что во времена ранней Земли Солнце было процентов на 30 тусклее.

Сами себе противоречите, тогда бы по мере выгорания водорода, солнце сейчас было бы еще меньше. Из-за выгорания водорода ядро уменьшается, а поверхность солнца увеличивается. Также да, гелий потом вступает, продолжая коллапсировать, пока не выгорит. Надо было подробней написать конечно.

Цитата:

Красный гигант.

Само собой, ошибся.

Цитата:

Сбрасывать внешние слои звезда может не при остановке внутренней реакции, а наоборот, на пике её мощности, и при взрывах, при коллапсе.

Да, но и потом, после выгорания гелия, тоже.

[Xugin]

Pphantom в сообщении #908243 писал(а):

то с точки зрения химсостава остатков вспышек сверхновых разница невелика.

Но есть же совсем свеженькие сверхновые, в них с доля радиоактивных элементов может быть большая. Их спектр со временем будет менятся сопряжённо с временем полураспада радиоактивных. Или там мешанина такая, что определить где кто не реально? Ведь по более-менее долгоживущим изотопам можно определять когда жахнула звезда.

[Munin]

swolka в сообщении #908488 писал(а):

Сами себе противоречите, тогда бы по мере выгорания водорода, солнце сейчас было бы еще меньше.

Оно и уменьшается.

swolka в сообщении #908488 писал(а):

Из-за выгорания водорода ядро уменьшается, а поверхность солнца увеличивается.

Что-то я засомневался. Сам факт запомнил, а его астрофизическую причину - нет.

[Pphantom]

Xugin в сообщении #908495 писал(а):

Но есть же совсем свеженькие сверхновые, в них с доля радиоактивных элементов может быть большая.

Их в любом случае крайне мало. К тому же на начальных стадиях эволюции остатка его "внутренность" невидна (он попросту непрозрачен), а потом все это хозяйство уже успевает развалиться.

Xugin в сообщении #908495 писал(а):

Ведь по более-менее долгоживущим изотопам можно определять когда жахнула звезда.

Надо знать начальное содержание, а это не так просто. Т.е., конечно, так можно действовать, но куда эффективнее оценка возраста по скорости расширения остатка.

-- 16.09.2014, 18:26 --

Munin в сообщении #908500 писал(а):

Что-то я засомневался. Сам факт запомнил, а его астрофизическую причину - нет.

А какой-то очевидно-простой причины и нет. При эволюции немного перестраивается структура, но выделить какую-то определенную причину не получится.

[Munin]

Pphantom в сообщении #908519 писал(а):

А какой-то очевидно-простой причины и нет.

Я помню, что суммарное энерговыделение в ядре равно суммарному излучению с поверхности, то есть светимости (пренебрегая звёздным ветром).

Я помню, что звезда в целом обладает отрицательной теплоёмкостью: теряя энергию, сжимается и повышает температуру и яркость поверхности. Но не помню, как там по политропе, светимость растёт (из-за яркости), или понижается (из-за уменьшения излучающей площади).

Как-то из комбинации этих факторов, и снижения доли водорода в ядре, должно получаться то, что мне запомилось.

Ах да, может быть ещё фактор. Если доля водорода снижается, то при прочих равных энерговыделение реакции тоже снижается (топлива меньше, а двойных столкновений нужного типа - ещё меньше). Но при этом, ядро сжимается и нагревается (от снижения давления газа), так что итоговый результат может быть и обратным.