Après une explosion de supernova, une étoile peut se transformer en étoile. Pourquoi les étoiles explosent-elles ?

La star peut mourir différentes façons, mais généralement les gens pensent que les étoiles explosent.

Le terme « supernova » décrit des explosions qui libèrent grande quantitéénergie au moment où certaines étoiles atteignent un certain stade de développement. Les supernovae peuvent briller plus fort que des galaxies entières et tout détruire à moins de cent années-lumière d’elles. Mais les supernovae ne sont pas seulement étonnantes phenomene naturel. Ce sont les phénomènes les plus importants nécessaires au développement de la matière complexe, dont la vie.

Recherche de supernovae par les astronomes

Commençons par la façon dont les supernovae se produisent. Lorsqu’une quantité suffisante de gaz s’accumule au même endroit, sa masse commence à exercer un effet gravitationnel, concentré au centre du nuage. Lorsque la pression dépasse une certaine limite, les atomes d’hydrogène au centre de la sphère commencent à fusionner, enflammant le gaz et le transformant en étoile. Mais tout au long de la vie d’une étoile et de sa combustion, il y a une opposition entre la pression de la réaction thermique, dirigée vers l’extérieur, et la compression gravitationnelle, dirigée vers l’intérieur.

Idée d'artiste des premières étoiles

Au cours de milliards d’années de combustion, la pression extérieure diminue, mais la force gravitationnelle reste à peu près la même. Par conséquent, à mesure que les étoiles de petite et moyenne taille se refroidissent, la gravité commence à les gagner - mais comme ces étoiles ne sont pas très grandes, la gravité ne fait rien d'autre que maintenir la matière ensemble. Une telle étoile refroidie en toute sécurité s’appelle une naine blanche. La limite de masse requise pour qu'une supernova se produise est appelée limite de Chandrasekhar et est d'environ 1,4 masse solaire. Si l’étoile est plus petite, elle s’éteindra paisiblement.

Les supernovae sont si brillantes qu’elles se détachent même sur le fond des galaxies.

En même temps, une naine blanche peut encore briller à la fin de sa vie. En principe, de telles étoiles peuvent être ravivées. Il peut attirer suffisamment de masse vers lui pour que la pression au centre augmente considérablement et que la synthèse du carbone commence. Ensuite, une réaction de fusion instable commencera, ce qui entraînera une explosion.

Ou, si le noyau de la naine blanche est principalement constitué de néon, son noyau s'effondrera, ce qui entraînera également une explosion - mais seulement après cela, une étoile à neutrons restera. Cela se produit presque toujours dans les systèmes binaires, dans lesquels une étoile s'approche de la limite de Chandrasekhar, aspirant la matière de sa partenaire. Puisque les astronomes ne peuvent pas étudier le contenu du noyau de l’étoile, ils ne savent pas laquelle des deux voies son développement empruntera.

Reste de supernova Tycho

Étoiles plus massives que 1,4 masse solaire cycle de vie un autre. La géante rouge brûle lentement, avec sa gravité suffisamment forte pour provoquer un effondrement du noyau et une explosion de supernova. Les étoiles entre 1,4 et 3 masses solaires s'effondrent en étoiles à neutrons.

Les étoiles plus lourdes s'effondrent également, mais ne s'arrêtent que lorsqu'elles se transforment en trou noir. C'est un événement assez rare. Bien qu’il existe de nombreux trous noirs dans l’Univers, ils sont beaucoup moins nombreux que les autres types de restes stellaires.

Comment un artiste voit un système binaire

Les supernovae peuvent apparaître d’autres manières. Par exemple, bien que la plupart des naines blanches gagnent lentement de la masse, certaines étoiles peuvent connaître une augmentation rapide de leur masse (par exemple, suite à une collision avec une autre étoile) et dépasser rapidement la limite de Chandrasekhar - si rapidement qu'elles n'ont pas le temps de commencer à s'effondrer. .

Les supernovae ont plusieurs utilisations en astronomie. Par exemple, les supernovae de type Ia (une naine blanche ayant subi une fusion de carbone) envoient des signaux uniformes dans l’espace. Par conséquent, elles sont surnommées « bougies standards » car elles servent de normes scientifiques pour mesures optiques. Est-ce vrai, dernières recherches ils disent que ces bougies ne sont pas aussi standards qu’on le pensait auparavant.

Mais le fait est que les supernovae ne sont pas seulement des phénomènes intéressants et utiles. Pour créer des éléments plus lourds que le carbone et le néon, les étoiles ordinaires ne conviennent pas. Seules les supernovas, étoiles mourantes, peuvent y faire face.

Presque tout ce dont nous traitons a été jeté à un moment donné par une star dans les derniers instants de sa vie. La Terre est un ensemble rocheux de restes éjectés par une supernova. Et aussi toutes les comètes, astéroïdes et tout ce qui est constitué de matière plus lourde. Et nous-mêmes, constitués de matière extraite de la Terre, sommes créés à partir des débris d'une supernova.

Une étoile peut mourir de plusieurs manières, mais les gens pensent généralement à des étoiles qui explosent.

Le terme « supernova » décrit des explosions qui libèrent de grandes quantités d'énergie lorsque certaines étoiles atteignent un certain stade de développement. Les supernovae peuvent briller plus fort que des galaxies entières et tout détruire à moins de cent années-lumière d’elles. Mais les supernovae ne sont pas seulement des phénomènes naturels étonnants. Ce sont les phénomènes les plus importants nécessaires au développement de la matière complexe, dont la vie.
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Nous commencerons par la façon dont les supernovae se produisent. Lorsqu’une quantité suffisante de gaz s’accumule au même endroit, sa masse commence à exercer un effet gravitationnel, concentré au centre du nuage. Lorsque la pression dépasse une certaine limite, les atomes d’hydrogène au centre de la sphère commencent à fusionner, enflammant le gaz et le transformant en étoile. Mais tout au long de la vie d’une étoile et de sa combustion, il y a une opposition entre la pression de la réaction thermique, dirigée vers l’extérieur, et la compression gravitationnelle, dirigée vers l’intérieur.

Au cours de milliards d’années de combustion, la pression extérieure diminue, mais la force gravitationnelle reste à peu près la même. Par conséquent, à mesure que les étoiles de petite et moyenne taille se refroidissent, la gravité commence à les gagner - mais comme ces étoiles ne sont pas très grandes, la gravité ne conduit à rien d'autre qu'à maintenir la matière ensemble. Une telle étoile refroidie en toute sécurité s’appelle une naine blanche. La limite de masse requise pour qu'une supernova se produise est appelée limite de Chandrasekhar et correspond à environ 1,4 fois la masse du soleil. Si l’étoile est plus petite, elle s’éteindra paisiblement.

Les étoiles plus massives que 1,4 masse solaire ont un cycle de vie différent. La géante rouge brûle lentement, avec sa gravité suffisamment forte pour provoquer un effondrement du noyau et une explosion de supernova. Les étoiles dont la masse est comprise entre 1,4 et 3 masses solaires s'effondrent en étoiles à neutrons.

Les étoiles plus lourdes s'effondrent également, mais elles ne s'arrêtent que lorsqu'elles se transforment en trou noir. C'est un événement assez rare. Bien qu’il existe de nombreux trous noirs dans l’univers, ils sont beaucoup plus petits que les autres types de restes d’étoiles.

Les supernovae ont plusieurs utilisations en astronomie. Par exemple, les supernovae de type Ia (une naine blanche ayant subi une fusion de carbone) envoient des signaux uniformes dans l’espace. Par conséquent, elles sont surnommées « bougies standard » car elles servent d’étalons aux scientifiques pour les mesures optiques. Certes, des recherches récentes suggèrent que ces bougies ne sont pas aussi standards qu’on le pensait auparavant.

Presque tout ce dont nous traitons a été jeté à un moment donné par une star dans les derniers instants de sa vie. La Terre est un ensemble rocheux de restes éjectés par une supernova. Et aussi toutes les comètes, astéroïdes et tout ce qui est constitué de matière plus lourde. Et nous-mêmes, constitués de matière extraite de la terre, avons été créés à partir des débris d'une supernova.

Il est assez rare que l’on puisse observer un phénomène aussi intéressant qu’une supernova. Mais il ne s’agit pas d’une naissance d’étoile ordinaire, car jusqu’à dix étoiles naissent chaque année dans notre galaxie. Une supernova est un phénomène qui ne peut être observé qu’une fois tous les cent ans. Les étoiles meurent si brillamment et magnifiquement.

Pour comprendre pourquoi une explosion de supernova se produit, il faut remonter à la naissance même de l’étoile. L'hydrogène vole dans l'espace et se rassemble progressivement en nuages. Lorsque le nuage est suffisamment grand, l’hydrogène condensé commence à s’accumuler en son centre et la température augmente progressivement. Sous l'influence de la gravité, le noyau de la future étoile s'assemble, où, grâce à l'augmentation de la température et de la gravité, la réaction de fusion thermonucléaire commence à se produire. La quantité d’hydrogène qu’une étoile peut attirer sur elle-même détermine sa taille future – d’une naine rouge à une géante bleue. Au fil du temps, l'équilibre du travail de l'étoile s'établit, les couches externes exercent une pression sur le noyau et le noyau se dilate grâce à l'énergie de la fusion thermonucléaire.

L’étoile est unique et, comme tout réacteur, elle manquera un jour de combustible – l’hydrogène. Mais pour que nous puissions voir comment une supernova explose, il faut encore un peu de temps, car dans le réacteur, au lieu de l'hydrogène, un autre combustible (hélium) s'est formé, que l'étoile commencera à brûler, le transformant en oxygène, puis en carbone. Et cela continuera jusqu'à ce que du fer se forme dans le noyau de l'étoile, qui lors d'une réaction thermonucléaire ne libère pas d'énergie, mais la consomme. Dans de telles conditions, une explosion de supernova peut se produire.

Le noyau devient plus lourd et plus froid, ce qui fait tomber les couches supérieures plus légères. La fusion recommence, mais cette fois plus rapidement que d'habitude, à la suite de quoi l'étoile explose simplement, dispersant sa matière dans l'espace environnant. Selon ceux connus, il peut également rester après cela - (une substance avec une densité incroyablement élevée, qui est très élevée et peut émettre de la lumière). De telles formations subsistent après de très grandes étoiles qui ont réussi à produire fusion thermonucléaire aux éléments très lourds. Les étoiles plus petites laissent derrière elles de petites étoiles à neutrons ou à fer, qui n'émettent presque pas de lumière, mais ont également une densité de matière élevée.

Les novas et les supernovae sont étroitement liées, car la mort de l’une d’elles peut signifier la naissance d’une nouvelle. Ce processus se poursuit sans fin. Une supernova transporte des millions de tonnes de matière dans l'espace environnant, qui se rassemble à nouveau en nuages, et la formation d'un nouveau commence corps céleste. Les scientifiques affirment que tous les éléments lourds présents dans notre système solaire ont été « volés » par le Soleil lors de sa naissance à une étoile qui a explosé. La nature est étonnante et la mort d’une chose signifie toujours la naissance de quelque chose de nouveau. DANS Cosmos la matière se désintègre et se forme en étoiles, créant le grand équilibre de l'Univers.

Lorsque le combustible stellaire qui soutient la réaction thermonucléaire s'épuise, la température des régions internes de l'étoile commence à baisser et elles ne peuvent pas résister à la compression gravitationnelle. L'étoile s'effondre, c'est-à-dire sa substance tombe à l'intérieur. Dans ce cas, une explosion de supernova ou d’autres phénomènes violents sont parfois observés. Une supernova peut briller plus fort que des milliards d’étoiles ordinaires et libérer à peu près la même quantité d’énergie lumineuse que celle produite par notre Soleil en un milliard d’années.

Au cours du dernier millénaire, seules cinq supernovae ont explosé dans notre Galaxie (1006, 1054, 1181, 1572, 1604). Au moins, un grand nombre d’entre eux sont mentionnés dans des sources écrites (certains autres n’ont peut-être pas été remarqués ou ont explosé derrière d’épais nuages de gaz et de poussière). Mais désormais, les astronomes parviennent à observer chaque année jusqu'à 10 explosions de supernova dans d'autres galaxies. Toutefois, de telles épidémies restent rares. Le plus souvent, les enveloppes extérieures d’une étoile se détachent sans une explosion aussi puissante. Ou bien la star « meurt » encore plus calmement. Ainsi, plusieurs scénarios d’effondrement stellaire sont possibles. Examinons-les séparément.

Décoloration silencieuse caractéristique des étoiles de masse inférieure à 0,8 solaire. Les étoiles naines disparaissent doucement (toutes les naines rouges et brunes, et aussi, probablement, certaines naines orange). Elles se transforment en boules d'hélium-hydrogène « cool » comme Jupiter, mais toujours plusieurs fois plus grosses que lui (naines noires). Bien entendu, ce processus se produit très lentement, puisque l'étoile, après avoir épuisé son combustible thermonucléaire, continue de briller très longtemps en raison de la compression gravitationnelle progressive. Notre région de l’Univers est si jeune qu’il n’existe probablement pas encore d’étoiles discrètement éteintes.

S'effondrer pour former une naine blanche caractéristique des étoiles avec des masses de 0,8 à 8 masses solaires. Les étoiles « brûlées » perdent leur coquille, à partir de laquelle se forme une nébuleuse planétaire de poussière et de gaz. Ça va comme ça. Pendant que l'hélium «brûlait» dans le noyau, qui se transformait en carbone, chaleur le noyau (c'est-à-dire la vitesse élevée des particules) empêchait la compression gravitationnelle du noyau. Lorsque l’hélium contenu dans le noyau s’est épuisé, le noyau de carbone de refroidissement a commencé à rétrécir progressivement, entraînant l’hélium (ainsi que l’hydrogène) des couches externes vers l’étoile. Ensuite, ce nouvel hélium s’est « enflammé » dans la coque, et la coque a commencé à se dilater à une vitesse fulgurante. Il s’est avéré qu’une étoile relativement « légère » ne peut pas contenir la coquille volante et se transforme en ce qu’on appelle la nébuleuse planétaire. Auparavant, on croyait que les planètes étaient formées à partir de telles nébuleuses. Il s'est avéré que ce n'est pas le cas : de telles nébuleuses se dilatent et se dissipent dans l'espace, mais le nom a été conservé. La vitesse d'expansion des nébuleuses planétaires varie de 5 à 100 km/s, avec une moyenne de 20 km/s. Le noyau de l'étoile continue de se contracter, c'est-à-dire s'effondre pour former une naine bleu-blanc qui, après refroidissement pendant un certain temps, devient une naine blanche. De jeunes naines blanches sont cachées dans un cocon de poussière, qui n'a pas encore eu le temps de se transformer en une nébuleuse planétaire bien visible. Une explosion de supernova ne se produit pas lors d'un tel effondrement, et ce scénario de fin de vie active d'une étoile est très courant. Les naines blanches sont décrites ci-dessus, et nous ne pouvons que rappeler qu'elles sont comparables en volume à notre planète, que les atomes qu'elles contiennent sont aussi denses que possible, que la matière est comprimée à des densités un milliard et demi de fois supérieures à celle de l'eau, et que ces étoiles sont maintenues dans un état relativement stable en raison de la répulsion des électrons étroitement pressés les uns contre les autres.

Si l'étoile était initialement un peu plus massive, alors la réaction thermonucléaire se termine non pas au stade de combustion de l'hélium, mais un peu plus tard (par exemple, au stade de combustion du carbone), mais cela ne change pas fondamentalement le sort de l'étoile.

Les naines blanches « couvent » pendant une durée indéfinie et brillent en raison d’une compression gravitationnelle très lente. Mais dans certains cas particuliers, ils s'effondrent rapidement et explosent avec destruction complète.

Effondrement d'une naine blanche avec destruction complète de l'étoile Cela se produit si la naine blanche attire la matière du satellite jusqu'à une masse critique de 1,44 solaire. Cette masse est appelée masse de Chandrasekhar en hommage au mathématicien indien Subramanian Chandrasekhar, qui l'a calculée et a découvert la possibilité d'un effondrement. Avec une telle masse, la répulsion mutuelle des électrons ne peut plus interférer avec la gravité. Cela conduit à une chute soudaine de matière dans l'étoile, à une forte compression de l'étoile et à une augmentation de la température, au « flash » du carbone au centre de l'étoile et à sa « combustion » dans l'onde extérieure. Et bien que la « combustion » thermonucléaire du carbone ne soit pas entièrement explosive (pas de détonation, mais de déflagration, c'est-à-dire une « combustion » subsonique), l'étoile est complètement détruite et ses restes se dispersent dans toutes les directions à une vitesse de 10 000 km/s. Ce mécanisme a été étudié en 1960 par Hoyle et Fowler et est appelé explosion de supernova de type I.

Toutes les explosions d'étoiles de ce type sont, en première approximation, les mêmes : la luminosité augmente pendant trois semaines, puis diminue progressivement sur une période de 6 mois ou un temps légèrement plus long. Par conséquent, à partir des explosions de supernova de type I, il est possible de déterminer les distances par rapport aux autres galaxies, car de tels éclairs sont visibles de loin et nous connaissons leur véritable éclat. Cependant, il s'est récemment avéré que ces supernovae explosent de manière asymétrique (ne serait-ce que parce qu'elles ont un compagnon proche) et que leur luminosité dépend de 10 % du côté depuis lequel l'explosion est vue. Pour déterminer les distances, il est préférable de mesurer la luminosité de ces supernovae non pas au moment de la luminosité maximale, mais une à deux semaines plus tard, lorsque la surface visible de la coquille devient presque sphérique.

La capacité d'observer des supernovae de type I très lointaines permet d'étudier le taux d'expansion de l'Univers à différentes époques (la luminosité d'une étoile indique la distance qui la sépare et l'heure de l'événement, et la couleur indique la vitesse de son éloignement). Ainsi, le ralentissement de l'expansion de l'Univers au cours des 8,7 premiers milliards d'années et l'accélération de cette expansion au cours des 5 derniers milliards d'années ont été découverts, c'est-à-dire "Le deuxième Big Bang".

S'effondrer pour former une étoile à neutrons inhérent aux étoiles qui sont plus de 8 fois plus massives que le Soleil. Au stade final de leur développement, un noyau de fer commence à se former à l’intérieur de la coque en silicium. Un tel noyau grandit en un jour et s'effondre en moins d'une seconde, dès qu'il atteint la limite de Chandrasekhar. Pour le noyau, cette limite est de 1,2 à 1,5 masse solaire. La matière tombe dans l’étoile et la répulsion des électrons ne peut arrêter la chute. La substance continue d'accélérer, de tomber et de se comprimer jusqu'à ce que la répulsion entre les nucléons du noyau atomique (protons, neutrons) commence à prendre effet. À proprement parler, la compression se produit même au-delà de cette limite : la matière qui tombe, par inertie, dépasse de 50 % le point d'équilibre dû à l'élasticité des nucléons (« compression maximale »). Après cela, « la balle en caoutchouc comprimé rend » et onde de choc sort dans les couches externes de l’étoile à une vitesse de 30 000 à 50 000 km/s. Les parties extérieures de l'étoile s'envolent dans toutes les directions et une étoile à neutrons compacte reste au centre de la région explosée. Ce phénomène est appelé explosion de supernova de type II. Ces explosions diffèrent par leur puissance et d'autres paramètres, car étoiles de masses différentes et différentes composition chimique[différentes sources]. Il existe une indication que lors d'une explosion de type II, pas plus d'énergie n'est libérée que lors d'une explosion de type I, car Une partie de l’énergie est absorbée par la coque, mais il peut s’agir d’informations obsolètes.

Il existe un certain nombre d'ambiguïtés dans le scénario décrit. Les observations astronomiques ont montré que les étoiles massives explosent, entraînant la formation de nébuleuses en expansion, laissant derrière elles une étoile à neutrons en rotation rapide au centre, émettant des impulsions régulières d'ondes radio (pulsar). Mais la théorie montre que l’onde de choc vers l’extérieur devrait diviser les atomes en nucléons (protons, neutrons). De l'énergie doit être dépensée pour cela, à la suite de quoi l'onde de choc doit s'éteindre. Mais pour une raison quelconque, cela ne se produit pas : l'onde de choc atteint en quelques secondes la surface du noyau, puis la surface de l'étoile et emporte la matière. Les auteurs envisagent plusieurs hypothèses pour différentes masses, mais ils ne semblent pas convaincants. Peut-être que dans un état de « compression maximale » ou lors de l'interaction d'une onde de choc avec la matière qui continue de tomber, des lois physiques fondamentalement nouvelles et inconnues entrent en vigueur.

Au sein de notre Galaxie, la connexion entre un reste de supernova et un pulsar n'était connue que pour la nébuleuse du Crabe au milieu des années 1980.

S'effondrer pour former un trou noir caractéristique des étoiles les plus massives. On l'appelle également explosion de supernova de type II et se produit selon un scénario similaire, mais en conséquence, au lieu d'une étoile à neutrons, un trou noir apparaît. Cela se produit dans les cas où la masse de l'étoile qui s'effondre est si grande que la répulsion mutuelle entre les nucléons (protons, neutrons) ne peut pas empêcher la compression gravitationnelle. Il convient de noter que ce phénomène est moins bien compris théoriquement et a peu été étudié par l’astronomie observationnelle. Pourquoi, par exemple, la matière ne tombe-t-elle pas complètement dans un trou noir ? Existe-t-il quelque chose de similaire à « pression maximale » ? Y a-t-il une onde de choc extérieure ? Pourquoi ne ralentit-elle pas ?

Récemment, des observations ont été faites qui indiquent que l'onde de choc de la supernova produit un sursaut gamma ou un sursaut de rayons X dans la coquille en expansion de l'ancienne étoile géante (voir la section sur les sursauts gamma).

Chaque supernova de type II produit l'isotope actif de l'aluminium (26Al) d'environ 0,0001 masse solaire. La désintégration de cet isotope crée un rayonnement dur, observé depuis longtemps, et d'après son intensité, on calcule qu'il y a moins de trois masses solaires de cet isotope dans la Galaxie. Cela signifie que les supernovae de type II devraient exploser dans la Galaxie en moyenne deux fois par siècle, ce qui n'est pas observé. Probablement, au cours des derniers siècles, de nombreuses explosions de ce type n'ont pas été remarquées (par exemple, elles se sont produites très loin ou se sont produites derrière des nuages de poussière cosmique). De toute façon, il est grand temps qu’une supernova explose…

Selon les astronomes, en 2022, l'explosion de supernova la plus brillante de la constellation du Cygne sera visible depuis la Terre. Le flash sera capable d’éclipser l’éclat de la plupart des étoiles dans le ciel ! Une explosion de supernova est un phénomène rare, mais ce ne sera pas la première fois que l’humanité observe ce phénomène. Pourquoi ce phénomène est-il si fascinant ?

SIGNES TERRIBLES DU PASSÉ

Ainsi, il y a 5 000 ans, les habitants de l'ancienne Sumer étaient terrifiés - les dieux ont montré qu'ils étaient en colère en montrant un signe. Le deuxième soleil brillait dans le ciel, donc même la nuit, il faisait aussi clair que le jour ! En essayant d'éviter le désastre, les Sumériens ont fait de riches sacrifices et ont inlassablement prié les dieux - et cela a eu un effet. An, le dieu du ciel, détourna sa colère : le deuxième soleil commença à s'estomper et disparut bientôt complètement du ciel.

C’est ainsi que les scientifiques reconstituent les événements survenus il y a plus de cinq mille ans, lorsqu’une supernova a explosé au-dessus de l’ancienne Sumer. Ces événements ont été connus grâce à une tablette cunéiforme contenant une histoire sur la « seconde divinité solaire » apparue dans la partie sud du ciel. Les astronomes ont trouvé des traces d'un cataclysme stellaire - les restes de la nébuleuse Parus X de la supernova qui a effrayé les Sumériens.

Selon les données scientifiques modernes, l'horreur des anciens habitants de la Mésopotamie était largement justifiée : si une explosion de supernova s'était produite un peu plus près du système solaire, toute vie à la surface de notre planète aurait été brûlée par les radiations.

Cela s'est déjà produit une fois, il y a 440 millions d'années, une explosion de supernova s'est produite dans des régions de l'espace relativement proches du soleil. À des milliers d’années-lumière de la Terre, une énorme étoile est devenue une supernova et notre planète a été brûlée par des radiations mortelles. Les monstres du Paléozoïque, qui ont eu le malheur de vivre à cette époque, pouvaient voir comment un rayonnement aveuglant apparu soudainement dans le ciel éclipsait le soleil - et ce fut la dernière chose qu'ils virent de leur vie. En quelques secondes, le rayonnement de la supernova a détruit la couche d’ozone de la planète et a tué la vie à la surface de la Terre. Heureusement, la surface des continents de notre planète était à cette époque presque dépourvue d'habitants et la vie était cachée dans les océans. L'épaisseur de l'eau a protégé du rayonnement de la supernova, mais quand même plus de 60% des animaux marins sont morts !

Une explosion de supernova est l’un des cataclysmes les plus énormes de l’Univers. Une étoile qui explose libère une quantité incroyable d'énergie : en peu de temps, une étoile émet plus de lumière que des milliards d'étoiles dans la galaxie.

ÉVOLUTION DES SUPERNOVES

Les astronomes observent depuis longtemps des explosions lointaines de supernova télescopes puissants. Initialement, ce phénomène était perçu comme une curiosité incompréhensible, mais à la fin du premier quart du XXe siècle, les astronomes ont appris à déterminer les distances intergalactiques. Ensuite, il est devenu clair à quelle distance inimaginable la lumière des supernovae arrive sur Terre et quelle puissance incroyable ont ces éclairs. Mais quelle est la nature de ce phénomène ?

Les étoiles se forment à partir d’accumulations cosmiques d’hydrogène. De tels nuages de gaz occupent de vastes espaces et peuvent avoir une masse colossale, égale à des centaines de masses solaires. Lorsqu'un tel nuage est suffisamment dense, les forces gravitationnelles commencent à agir, provoquant une compression du gaz, ce qui provoque un échauffement intense. Lorsqu'une certaine limite est atteinte, les réactions thermonucléaires commencent dans le centre chauffé et comprimé du nuage - c'est ainsi que les étoiles « s'illuminent ».

L'étoile flamboyante a une longue durée de vie : l'hydrogène présent dans les entrailles de l'étoile se transforme en hélium (puis en d'autres éléments du tableau périodique, dont le fer) pendant des millions, voire des milliards d'années. De plus, plus l’étoile est grande, plus sa durée de vie est courte. Les naines rouges (la soi-disant classe des petites étoiles) ont une durée de vie d'un billion d'années, tandis que les étoiles géantes peuvent « s'éteindre » en millièmes de cette période.

L’étoile « vit » tant que « l’équilibre des forces » est maintenu entre les forces gravitationnelles qui la compriment et les réactions thermonucléaires qui émettent de l’énergie et tendent à « écarter » la matière. Si l'étoile est suffisamment grande (elle a une masse supérieure à la masse du Soleil), il arrive un moment où les réactions thermonucléaires dans l'étoile s'affaiblissent (le « carburant » est alors brûlé) et les forces gravitationnelles deviennent plus fortes. À ce stade, la force comprimant le noyau de l’étoile devient si forte que la pression de rayonnement ne parvient plus à empêcher la matière de se contracter. Un effondrement catastrophiquement rapide se produit : en quelques secondes, le volume du noyau de l'étoile chute 100 000 fois !

La compression rapide de l'étoile conduit au fait que l'énergie cinétique de la matière se transforme en chaleur et que la température monte jusqu'à des centaines de milliards de Kelvins ! Dans le même temps, la luminosité de l'étoile mourante augmente plusieurs milliards de fois - et «l'explosion d'une supernova» brûle tout dans les zones voisines de l'espace. Dans le cœur d’une étoile mourante, les électrons sont « pressés » en protons, de sorte que presque seuls les neutrons restent à l’intérieur du cœur.

LA VIE APRÈS L'EXPLOSION

Les couches superficielles de l'étoile explosent, et dans des conditions de températures gigantesques et de pression monstrueuse, des réactions se produisent avec formation d'éléments lourds (jusqu'à l'uranium). Et ainsi les supernovae remplissent leur grande mission (du point de vue de l’humanité) : elles rendent possible l’apparition de la vie dans l’Univers. "Presque tous les éléments qui composent nous et notre monde sont issus d'explosions de supernova", affirment les scientifiques. Tout ce qui nous entoure : le calcium de nos os, le fer de nos globules rouges, le silicium de nos puces informatiques et le cuivre de nos fils – tout cela est sorti des fourneaux infernaux des supernovae explosives. La plupart des éléments chimiques sont apparus dans l’Univers exclusivement lors d’explosions de supernova. Et les atomes de ces quelques éléments (de l'hélium au fer) que les étoiles synthétisent dans un état « calme » ne peuvent devenir la base de l'apparition de planètes qu'après avoir été projetés dans l'espace interstellaire lors de l'explosion d'une supernova. Par conséquent, l'homme lui-même et tout ce qui l'entoure sont constitués de restes d'anciennes explosions de supernova.

Le noyau restant après l'explosion devient une étoile à neutrons. Il s'agit d'un objet spatial étonnant de petit volume, mais d'une densité monstrueuse. Le diamètre d'une étoile à neutrons ordinaire est de 10 à 20 km, mais la densité de matière est incroyable - 665 millions de tonnes par centimètre cube ! À cette densité, un morceau de neutronium (la substance à partir de laquelle une telle étoile est composée) de la taille d'une tête d'allumette pèserait plusieurs fois plus que la pyramide de Khéops, et une cuillère à café de neutronium aurait une masse de plus d'un milliard de tonnes. . Le neutronium possède également une force incroyable : un morceau de neutronium (s'il était entre les mains de l'humanité) ne peut être brisé en morceaux par aucune force physique - tout instrument humain serait absolument inutile. Essayer de couper ou d’arracher un morceau de neutronium serait aussi désespéré que de scier un morceau de métal avec de l’air.

BETELGEUSE EST L'ÉTOILE LA PLUS DANGEREUSE

Cependant, toutes les supernovae ne se transforment pas en étoiles à neutrons. Lorsque la masse d’une étoile dépasse une certaine limite (appelée deuxième limite de Chandrasekhar), le processus d’explosion de la supernova laisse trop de masse de matière et la pression gravitationnelle est incapable de contenir quoi que ce soit. Le processus devient irréversible - toute la matière est rassemblée en un seul point et un trou noir se forme - un échec qui absorbe irrévocablement tout, même la lumière du soleil.

Une explosion de supernova pourrait-elle menacer la Terre ? Hélas, les scientifiques répondent par l'affirmative. L'étoile Bételgeuse est une proche voisine, selon les normes cosmiques. système solaire, pourrait exploser très prochainement. Selon Sergei Popov, chercheur à l'Institut astronomique d'État, « Bételgeuse est en effet l'une des meilleures candidates, et certainement la plus célèbre, pour des supernovae proches (dans le temps). Cette étoile massive est dans les dernières étapes de son évolution et explosera très probablement comme une supernova, laissant derrière elle étoile à neutrons" Bételgeuse est une étoile vingt fois plus lourde que notre Soleil et cent mille fois plus brillante, située à environ cinq mille années-lumière. Puisque cette étoile a atteint le stade final de son évolution, dans un avenir proche (selon les normes cosmiques), elle a toutes les chances de devenir une supernova. Selon les scientifiques, ce cataclysme ne devrait pas être dangereux pour la Terre, mais avec une mise en garde.

Le fait est que le rayonnement d'une supernova lors d'une explosion est dirigé de manière inégale - la direction du rayonnement est déterminée par les pôles magnétiques de l'étoile. Et s’il s’avère que l’un des pôles de Bételgeuse est dirigé directement vers la Terre, alors après l’explosion de la supernova, un flux mortel de rayons X sera libéré sur notre Terre, capable au moins de détruire la couche d’ozone. Malheureusement, les astronomes ne connaissent aujourd'hui aucun signe qui permettrait de prédire un cataclysme et de créer un « système d'alerte précoce » pour une explosion de supernova. Cependant, même si Bételgeuse vit sa vie, le temps sidéral est sans commune mesure avec le temps humain et, très probablement, la catastrophe aura lieu dans des milliers, voire des dizaines de milliers d'années. On peut espérer que d’ici une telle période, l’humanité créera une protection fiable contre les épidémies de supernova.

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