سرعت رخ دادن یک ابرنواختر چقدر است؟

* ستارگان بزرگ هنگامی که به پایان زندگی می‌رسند به شکل یک ابرنواختر منفجر می‌شوند. ولی این فرآیند با چه سرعتی رخ می‌دهد؟

خورشید ما میلیاردها سال دیگر، زمانی که شیره‌ی سحرانگیز جانش به پایان رسید، با مرگی آرام و اندوهبار خواهد مُرد. البته برای اندک مدتی یک غول سرخ باشکوه خواهد شد ولی پس از آن به کوتوله‌ای سفید تبدیل شده و مانند انسان کهنسالی که دوران بازنشستگی‌اش فرارسیده، آرام خواهد گرفت. از آن پس خورشید به آرامی سرد و سردتر خواهد شد تا به کلی خاموش شده و همدمای فضای پیرامونش شود.

ابرنواختر گونه ی رمبش-هسته ای که مواد را در پوسته ای
تقریبا کروی به فضا پرتاب می کند.

اگر خورشید ما جرمی کمتر از اکنون داشت، عمرش از این هم درازتر می‌شد. پس جای شگفتی نیست که بگوییم اگر جرمش بیشتر بود هم گذر عمرش سریع‌تر می‌بود. در واقع ستارگانی که چندین برابر خورشید جرم دارند مرگی آنی خواهند داشت: یک انفجار ابرنواختری که در یک دَم رخ می‌دهد. معمولا سخن از فضا که می‌شود از رویدادهایی می‌گوییم که میلیاردها سال به درازا می کشند. آیا درباره‌ی ابرنواختر هم چنین است؟ می‌توانید حدس بزنید ابرنواختر با چه سرعتی رخ می‌دهد؟

ابرنواخترها در عمل چند گونه‌ی مختلف دارند، هر یک با سازوکاری متفاوت و دوره‌ی زمانی متفاوت. ولی ما می خواهیم بر ابرنواخترهای رُمبش هسته‌ای تمرکز کنیم. ستارگانی که جرمشان میان ۸ تا ۵۰ برابر جرم خورشید است، سوخت هیدروژن هسته‌ی خود را به سرعت و تنها در چند میلیون سال به پایان می‌برند.

این ستارگان هم درست مانند خورشید ما، با همجوشی هیدروژن، هلیوم می‌سازند و در این فرآیند مقدار هنگفتی انرژی آزاد می‌کنند که در برابر فشار رو به درونی که از سوی گرانش ستاره وارد می‌شود پایداری کرده و جلوی رُمبش ستاره را می‌گیرد. 

با ته کشیدن سوخت هیدروژن ستاره در هسته، نوبت به همجوشی هلیوم‌ها می‌رسد و پس از آن هم کربن، سپس نئون، و ..... این روند در جدول تناوبی ادامه می یابد تا به آهن می‌رسد. مشکل اینجاست که آهن برای ستارگان هم‌ارز خاکستر است و نمی‌تواند انرژی‌ای از راه همجوشی تولید کند، بنابراین با رسیدن به آهن، دیگر چیزی نخواهد توانست جلوی فشار گرانش ستاره و رُمبش آن را بگیرد و در نتیجه ستاره در خود می رُمبد.

... و بوم! ابرنواختر رخ می‌دهد.

لبه‌های بیرونی هسته با سرعت ۷۰ هزار کیلومتر بر ثانیه، حدود ۲۳% سرعت نور، به درون فرو می‌ریزند. مواد فروریزنده تنها در عرض یک چهارم ثانیه از روی هسته‌ی آهنی ستاره به بیرون می‌جهند و موج شوکی از مواد پدید می‌آورند که رو به بیرون منتشر می‌شود. این موج شوک می‌تواند در مدت چند ساعت به سطح ستاره برسد.

این موج با گذشتن از درون ستاره، عنصرهای شگفت تازه‌ای می سازد که ستاره در زمان زندگی عادی‌اش هرگز نمی‌توانست آنها را در هسته بسازد. و اینجاست که ما ثروتمند می‌شویم! همه‌ی طلا، نقره، پلاتین، اورانیوم و هر عنصر سنگین‌تر از آهنی که در جدول تناوبی وجود دارد در همین جا ساخته می‌شود. [خواندید: * چرا می‌گویند "ما از مواد ستاره‌ای ساخته شده‌ایم"؟]

یک ابرنواختر سپس چند ماه زمان می‌برد تا به اوج درخشش خود برسد، و شاید بتواند انرژی‌ای هم ارز انرژی کل کهکشانش آزاد کند.

ابرنواختر ۱۹۸۷-آ، نخستین ابرنواختر در سال ۱۹۸۷، ۸۵ روز زمان برد تا به اوج درخشش خود برسد و تا دو سال بعد هم به آرامی نورش خاموش شد. با گذشت چند دهه، هنوز هم تلسکوپ‌های پرقدرتی مانند تلسکوپ فضایی هابل می‌توانند موج شوک آن را که دارد در فضا گسترش می‌یابد ببینند.

ابرنواخترهای "رمبش هسته‌ای" تنها یک گونه از ستارگان انفجاری هستند. گونه‌ی دیگری از آن ها به نام ابرنواختر 1a زمانی رخ می‌دهد که یک کوتوله‌ی سفید در یک سامانه‌ی دو-ستاره‌ای مانند یک انگل غول‌آسا مواد پیکره‌ی همدمش را می‌مکد. این انگل این کار را آنقدر ادامه می‌دهد تا جرمش به ۱.۴ برابر جرم خورشید برسد، و اینجاست که منفجر می‌شود. این ابرنواخترها تنها در چند روز به اوج درخشش می‌رسند و بسیار سریع‌تر از ابرنواخترهای رمبش هسته‌ای هم کم نور می‌شوند.

خوب پس چه مدت طول می‌کشد تا یک ابرنواختر منفجر شود؟ 

پاسخ اینست: میلیون‌ها سال زمان می‌برد تا ستاره به پایان زندگی‌‍اش برسد، کمتر از یک چهارم ثانیه تا هسته‌اش برُمبد، چند ساعت تا موج شوک به سطحش برسد، چند ماه تا به اوج درخشش برسد، و تنها چند سال تا کم کم ناپدید شود.

در همین زمینه: * موفقیت دانشمندان در انجام شبیه سازی سه بعدی از واپسین ثانیه های زندگی یک ستاره بزرگ * انفجار ستارگان الگویی نامتقارن دارد   

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

star - supernova - Sun - sunjuice - red giant - white dwarf - core collapse - hydrogen - core - helium - helium - carbon - neon - periodic table - element - iron - fusion - shockwave - gold - silver - platinum - uranium - galaxy - Supernova 1987A - Hubble Space Telescope - type 1a - binary - parasitic twin -

منبع: universetoday

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان