सुपरनोवा विस्फोट के बाद कोई तारा, तारे में बदल सकता है। तारे क्यों फटते हैं?
तारा मर सकता है विभिन्न तरीकेलेकिन आमतौर पर लोग सोचते हैं कि तारे फटते हैं।
"सुपरनोवा" शब्द उन विस्फोटों का वर्णन करता है जो निकलते हैं बड़ी मात्राउस समय ऊर्जा जब कुछ तारे विकास के एक निश्चित चरण तक पहुँचते हैं। सुपरनोवा संपूर्ण आकाशगंगाओं की तुलना में अधिक चमकीला हो सकता है और उनके सौ प्रकाश वर्ष के भीतर सब कुछ नष्ट कर सकता है। लेकिन सुपरनोवा सिर्फ अद्भुत नहीं हैं प्राकृतिक घटना. ये जीवन सहित जटिल पदार्थ के विकास के लिए आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण घटनाएँ हैं।
खगोलविदों द्वारा सुपरनोवा की खोज
आइए शुरुआत करें कि सुपरनोवा कैसे घटित होता है। जब पर्याप्त गैस एक स्थान पर जमा हो जाती है, तो उसका द्रव्यमान बादल के केंद्र पर केंद्रित होकर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालना शुरू कर देता है। जब दबाव एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो गोले के केंद्र में हाइड्रोजन परमाणु संलयन से गुजरना शुरू कर देते हैं, जिससे गैस प्रज्वलित होती है और यह एक तारे में बदल जाती है। लेकिन किसी तारे के पूरे जीवन और उसके दहन के दौरान, बाहर की ओर निर्देशित तापमान प्रतिक्रिया के दबाव और अंदर की ओर निर्देशित गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के बीच एक प्रतिकार होता है।
पहले सितारों के बारे में कलाकार का विचार
दहन के अरबों वर्षों में, बाहरी दबाव कम हो जाता है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण बल लगभग समान रहता है। इसलिए, जैसे ही छोटे और मध्यम आकार के तारे ठंडे होते हैं, गुरुत्वाकर्षण उन पर जीत हासिल करना शुरू कर देता है - लेकिन चूंकि ये तारे बहुत बड़े नहीं होते हैं, इसलिए गुरुत्वाकर्षण पदार्थ को एक साथ रखने के अलावा कुछ नहीं करता है। ऐसे सुरक्षित रूप से ठंडे तारे को सफ़ेद बौना कहा जाता है। सुपरनोवा के घटित होने के लिए आवश्यक द्रव्यमान सीमा को चन्द्रशेखर सीमा कहा जाता है, और यह लगभग 1.4 सौर द्रव्यमान है। यदि तारा छोटा है तो वह शांति से निकल जाएगा। 
सुपरनोवा इतने चमकीले होते हैं कि वे आकाशगंगाओं की पृष्ठभूमि में भी अलग दिखाई देते हैं।
उसी समय, एक सफेद बौना अपने जीवन के अंत में भी प्रकाश कर सकता है। सिद्धांत रूप में, ऐसे सितारों को फिर से जगाया जा सकता है। यह इतना द्रव्यमान अपनी ओर आकर्षित कर सकता है कि केंद्र में दबाव बहुत बढ़ जाता है और कार्बन संश्लेषण शुरू हो जाता है। फिर एक अस्थिर संलयन प्रतिक्रिया शुरू हो जाएगी, जिससे विस्फोट होगा।
या, यदि सफेद बौने के कोर में मुख्य रूप से नियॉन शामिल है, तो इसका कोर ढह जाएगा, जिससे विस्फोट भी होगा - लेकिन इसके बाद ही एक न्यूट्रॉन तारा बचेगा। बाइनरी सिस्टम में ऐसा लगभग हमेशा होता है, जिसमें एक तारा अपने साथी से पदार्थ चूसते हुए, चन्द्रशेखर सीमा तक पहुंचता है। चूँकि खगोलशास्त्री तारे के मूल की सामग्री का अध्ययन नहीं कर सकते, इसलिए वे नहीं जानते कि इसका विकास दोनों में से कौन सा रास्ता अपनाएगा।
टाइको सुपरनोवा अवशेष
तारे 1.4 सौर द्रव्यमान से भी अधिक विशाल हैं जीवन चक्रएक और। लाल विशालकाय धीरे-धीरे जलता है, इसका गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत होता है कि कोर ढहने और सुपरनोवा विस्फोट हो सकता है। 1.4 और 3 सौर द्रव्यमान के बीच के तारे न्यूट्रॉन तारों में बदल जाते हैं।
भारी तारे भी ढह जाते हैं, लेकिन तब तक नहीं रुकते जब तक वे बदल न जाएं ब्लैक होल. यह काफी दुर्लभ घटना है. हालाँकि ब्रह्माण्ड में बहुत सारे ब्लैक होल हैं, लेकिन अन्य प्रकार के तारकीय अवशेषों की तुलना में उनकी संख्या बहुत कम है।
एक कलाकार बाइनरी सिस्टम को कैसे देखता है
सुपरनोवा अन्य तरीकों से प्रकट हो सकता है। उदाहरण के लिए, यद्यपि अधिकांश सफेद बौने धीरे-धीरे द्रव्यमान प्राप्त करते हैं, कुछ तारे द्रव्यमान में तेजी से वृद्धि का अनुभव कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, किसी अन्य तारे के साथ टकराव से) और जल्दी से चन्द्रशेखर सीमा को पार कर जाते हैं - इतनी जल्दी कि उनके पास ढहने का समय नहीं होता है .
खगोल विज्ञान के लिए सुपरनोवा के कई उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, टाइप Ia सुपरनोवा (एक सफेद बौना जिसमें कार्बन संलयन हुआ है) अंतरिक्ष में एक समान संकेत भेजता है। इसलिए, उन्हें "मानक मोमबत्तियाँ" कहा जाता है क्योंकि वे वैज्ञानिक मानकों के रूप में काम करती हैं ऑप्टिकल माप. क्या यह सच है, नवीनतम शोधउनका कहना है कि ये मोमबत्तियाँ उतनी मानक नहीं हैं जितना पहले सोचा गया था।
लेकिन मुद्दा यह था कि सुपरनोवा केवल अच्छी और उपयोगी घटनाएँ नहीं हैं। कार्बन और नियॉन से भारी तत्व बनाने के लिए साधारण तारे उपयुक्त नहीं हैं। केवल सुपरनोवा, मरते सितारे ही इसका सामना कर सकते हैं।
हम जिन लगभग हर चीज़ से निपटते हैं वह किसी न किसी बिंदु पर किसी सितारे द्वारा अपने जीवन के अंतिम क्षणों में त्याग दी गई होती है। पृथ्वी सुपरनोवा द्वारा उत्सर्जित अवशेषों का एक चट्टानी संग्रह है। और सभी धूमकेतु, क्षुद्रग्रह और भारी पदार्थ से बनी अन्य सभी चीजें भी। और हम स्वयं, पृथ्वी से लिए गए पदार्थ से मिलकर, एक सुपरनोवा के मलबे से बनाए गए थे।
एक तारा कई तरह से मर सकता है, लेकिन लोग आमतौर पर तारों के फटने के बारे में सोचते हैं।
शब्द "सुपरनोवा" उन विस्फोटों का वर्णन करता है जो कुछ सितारों के विकास के एक निश्चित चरण तक पहुंचने पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं। सुपरनोवा संपूर्ण आकाशगंगाओं की तुलना में अधिक चमकीला हो सकता है और उनके सौ प्रकाश वर्ष के भीतर सब कुछ नष्ट कर सकता है। लेकिन सुपरनोवा सिर्फ अद्भुत प्राकृतिक घटनाएं नहीं हैं। ये जीवन सहित जटिल पदार्थ के विकास के लिए आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण घटनाएँ हैं।
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हम शुरुआत करेंगे कि सुपरनोवा कैसे घटित होता है। जब पर्याप्त गैस एक स्थान पर जमा हो जाती है, तो उसका द्रव्यमान बादल के केंद्र पर केंद्रित होकर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालना शुरू कर देता है। जब दबाव एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो गोले के केंद्र में हाइड्रोजन परमाणु संलयन से गुजरना शुरू कर देते हैं, जिससे गैस प्रज्वलित होती है और यह एक तारे में बदल जाती है। लेकिन किसी तारे के पूरे जीवन और उसके दहन के दौरान, बाहर की ओर निर्देशित तापमान प्रतिक्रिया के दबाव और अंदर की ओर निर्देशित गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के बीच एक प्रतिकार होता है।
दहन के अरबों वर्षों में, बाहरी दबाव कम हो जाता है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण बल लगभग समान रहता है। इसलिए, जैसे ही छोटे और मध्यम आकार के तारे ठंडे होते हैं, गुरुत्वाकर्षण उन पर जीत हासिल करना शुरू कर देता है - लेकिन चूंकि ये तारे बहुत बड़े नहीं होते हैं, इसलिए गुरुत्वाकर्षण पदार्थ को एक साथ रखने के अलावा और कुछ नहीं करता है। ऐसे सुरक्षित रूप से ठंडे तारे को सफ़ेद बौना कहा जाता है। सुपरनोवा के घटित होने के लिए आवश्यक द्रव्यमान सीमा को चन्द्रशेखर सीमा कहा जाता है, और यह सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 1.4 गुना है। यदि तारा छोटा है तो वह शांति से निकल जाएगा।
उसी समय, एक सफेद बौना अपने जीवन के अंत में भी प्रकाश कर सकता है। सिद्धांत रूप में, ऐसे सितारों को फिर से जगाया जा सकता है। यह इतना द्रव्यमान अपनी ओर आकर्षित कर सकता है कि केंद्र में दबाव बहुत बढ़ जाता है और कार्बन संश्लेषण शुरू हो जाता है। फिर एक अस्थिर संलयन प्रतिक्रिया शुरू हो जाएगी, जिससे विस्फोट होगा।
या, यदि सफेद बौने के कोर में मुख्य रूप से नियॉन शामिल है, तो इसका कोर ढह जाएगा, जिससे विस्फोट भी होगा - लेकिन इसके बाद ही एक न्यूट्रॉन तारा बचेगा। बाइनरी सिस्टम में ऐसा लगभग हमेशा होता है, जिसमें एक तारा अपने साथी से पदार्थ चूसते हुए, चन्द्रशेखर सीमा तक पहुंचता है। चूँकि खगोलशास्त्री तारे के कोर की सामग्री का अध्ययन नहीं कर सकते हैं, वे नहीं जानते कि इसका विकास दोनों में से कौन सा रास्ता अपनाएगा।
1.4 सौर द्रव्यमान से अधिक विशाल तारों का जीवन चक्र भिन्न होता है। लाल विशालकाय धीरे-धीरे जलता है, इसका गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत होता है कि कोर ढहने और सुपरनोवा विस्फोट हो सकता है। 1.4 और 3 सौर द्रव्यमान के बीच द्रव्यमान वाले तारे न्यूट्रॉन सितारों में ढह जाते हैं।
भारी तारे भी ढह जाते हैं, लेकिन वे तब तक नहीं रुकते जब तक वे ब्लैक होल में न बदल जाएं। यह काफी दुर्लभ घटना है. हालाँकि ब्रह्मांड में बहुत सारे ब्लैक होल हैं, लेकिन वे अन्य प्रकार के तारे के अवशेषों की तुलना में बहुत छोटे हैं।
सुपरनोवा अन्य तरीकों से प्रकट हो सकता है। उदाहरण के लिए, यद्यपि अधिकांश सफेद बौने धीरे-धीरे द्रव्यमान प्राप्त करते हैं, कुछ तारे द्रव्यमान में तेजी से वृद्धि का अनुभव कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, किसी अन्य तारे के साथ टकराव से) और जल्दी से चन्द्रशेखर सीमा को पार कर जाते हैं - इतनी जल्दी कि उनके पास ढहने का समय नहीं होता है .
खगोल विज्ञान के लिए सुपरनोवा के कई उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, टाइप Ia सुपरनोवा (एक सफेद बौना जिसमें कार्बन संलयन हुआ है) अंतरिक्ष में एक समान संकेत भेजता है। इसलिए, उन्हें "मानक मोमबत्तियाँ" कहा जाता है क्योंकि वे ऑप्टिकल माप के लिए वैज्ञानिकों के मानकों के रूप में काम करती हैं। सच है, हाल के शोध से पता चलता है कि ये मोमबत्तियाँ उतनी मानक नहीं हैं जितना पहले सोचा गया था।
लेकिन मुद्दा यह था कि सुपरनोवा केवल अच्छी और उपयोगी घटनाएँ नहीं हैं। कार्बन और नियॉन से भारी तत्व बनाने के लिए साधारण तारे उपयुक्त नहीं हैं। केवल सुपरनोवा, मरते सितारे ही इसका सामना कर सकते हैं।
हम जिन लगभग हर चीज़ से निपटते हैं वह किसी न किसी बिंदु पर किसी सितारे द्वारा अपने जीवन के अंतिम क्षणों में त्याग दी गई होती है। पृथ्वी सुपरनोवा द्वारा उत्सर्जित अवशेषों का एक चट्टानी संग्रह है। और सभी धूमकेतु, क्षुद्रग्रह और भारी पदार्थ से बनी अन्य सभी चीजें भी। और हम स्वयं, पृथ्वी से लिए गए पदार्थ से मिलकर, एक सुपरनोवा के मलबे से बनाए गए थे।
यह काफी दुर्लभ है कि लोग सुपरनोवा जैसी दिलचस्प घटना देख सकें। लेकिन यह किसी तारे का सामान्य जन्म नहीं है, क्योंकि हमारी आकाशगंगा में हर साल दस तारे तक जन्म लेते हैं। सुपरनोवा एक ऐसी घटना है जिसे हर सौ साल में केवल एक बार देखा जा सकता है। तारे बहुत चमकते और खूबसूरती से मरते हैं।
यह समझने के लिए कि सुपरनोवा विस्फोट क्यों होता है, हमें तारे के जन्म पर वापस जाना होगा। हाइड्रोजन अंतरिक्ष में उड़ती है, जो धीरे-धीरे बादलों में एकत्रित हो जाती है। जब बादल काफी बड़ा हो जाता है, तो उसके केंद्र में संघनित हाइड्रोजन जमा होने लगती है और तापमान धीरे-धीरे बढ़ने लगता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के तहत, भविष्य के तारे का कोर इकट्ठा होता है, जहां, बढ़ते तापमान और बढ़ते गुरुत्वाकर्षण के कारण, थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रिया होने लगती है। कोई तारा कितना हाइड्रोजन अपनी ओर आकर्षित कर सकता है, यह उसके भविष्य के आकार को निर्धारित करता है - एक लाल बौने से एक नीले विशालकाय तक। समय के साथ, तारे के कार्य का संतुलन स्थापित हो जाता है, बाहरी परतें कोर पर दबाव डालती हैं, और थर्मोन्यूक्लियर संलयन की ऊर्जा के कारण कोर का विस्तार होता है।
तारा अद्वितीय है और, किसी भी रिएक्टर की तरह, किसी दिन इसका ईंधन - हाइड्रोजन ख़त्म हो जाएगा। लेकिन हमें यह देखने के लिए कि सुपरनोवा कैसे फटता है, थोड़ा और समय बीतना चाहिए, क्योंकि रिएक्टर में हाइड्रोजन के बजाय एक और ईंधन (हीलियम) बन गया है, जो तारा जलना शुरू कर देगा, इसे ऑक्सीजन में बदल देगा, और फिर कार्बन. और यह तब तक जारी रहेगा जब तक तारे के मूल में लोहा नहीं बन जाता, जो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के दौरान ऊर्जा जारी नहीं करता है, बल्कि इसका उपभोग करता है। ऐसी परिस्थितियों में सुपरनोवा विस्फोट हो सकता है।
कोर भारी और ठंडा हो जाता है, जिससे हल्की ऊपरी परतें उस पर गिरती हैं। संलयन फिर से शुरू होता है, लेकिन इस बार सामान्य से अधिक तेजी से, जिसके परिणामस्वरूप तारा आसानी से फट जाता है, जिससे उसका पदार्थ आसपास के अंतरिक्ष में बिखर जाता है। ज्ञात के आधार पर इसके बाद भी रह सकते हैं - (एक अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्व वाला पदार्थ, जो बहुत अधिक है और प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है)। ऐसी संरचनाएं बहुत बड़े सितारों के बाद बनी रहती हैं जो उत्पादन करने में कामयाब रहीं थर्मोन्यूक्लियर संलयनबहुत भारी तत्वों के लिए. छोटे तारे अपने पीछे न्यूट्रॉन या लोहे के छोटे तारे छोड़ जाते हैं, जो लगभग कोई प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते, बल्कि उनमें पदार्थ का घनत्व भी अधिक होता है।
नोवास और सुपरनोवा आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं, क्योंकि उनमें से एक की मृत्यु का मतलब एक नए का जन्म हो सकता है। यह प्रक्रिया अनवरत चलती रहती है। एक सुपरनोवा लाखों टन पदार्थ को आसपास के अंतरिक्ष में ले जाता है, जो फिर से बादलों में इकट्ठा हो जाता है, और एक नए बादल का निर्माण शुरू हो जाता है खगोलीय पिंड. वैज्ञानिकों का दावा है कि हमारे सौर मंडल में मौजूद सभी भारी तत्व सूर्य ने अपने जन्म के दौरान एक तारे से "चुराए" थे जो एक बार विस्फोट हो गया था। प्रकृति अद्भुत है, और एक चीज़ की मृत्यु का मतलब हमेशा कुछ नई चीज़ का जन्म होता है। में वाह़य अंतरिक्षपदार्थ का क्षय होता है और तारों में बनता है, जिससे ब्रह्मांड का महान संतुलन बनता है।
जब थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया का समर्थन करने वाला तारकीय ईंधन खत्म हो जाता है, तो तारे के आंतरिक क्षेत्रों का तापमान गिरना शुरू हो जाता है और वे गुरुत्वाकर्षण संपीड़न का सामना नहीं कर पाते हैं। तारा ढह जाता है, अर्थात। उसका पदार्थ अंदर गिर जाता है. इस मामले में, कभी-कभी सुपरनोवा विस्फोट या अन्य हिंसक घटनाएं देखी जाती हैं। एक सुपरनोवा अरबों सामान्य तारों की तुलना में अधिक चमकीला हो सकता है और लगभग उतनी ही प्रकाश ऊर्जा जारी कर सकता है जितनी हमारा सूर्य एक अरब वर्षों में पैदा करता है।
पिछली सहस्राब्दी में, हमारी आकाशगंगा में केवल पाँच सुपरनोवा विस्फोट हुए हैं (1006, 1054, 1181, 1572, 1604)। कम से कम, उनमें से बहुत सारे लिखित स्रोतों में नोट किए गए हैं (कुछ और नोट नहीं किए गए होंगे या घने गैस और धूल के बादलों के पीछे विस्फोट हो गए होंगे)। लेकिन अब खगोलशास्त्री हर साल अन्य आकाशगंगाओं में 10 सुपरनोवा विस्फोटों का निरीक्षण करने में कामयाब होते हैं। हालाँकि, इस तरह का प्रकोप अभी भी एक दुर्लभ घटना है। अक्सर, किसी तारे के बाहरी आवरण इतने शक्तिशाली विस्फोट के बिना ही गिर जाते हैं। या तारा और भी अधिक शांति से "मर जाता है"। तो, तारकीय पतन के कई परिदृश्य संभव हैं। आइए उन्हें अलग से देखें।
शांत लुप्तप्राय 0.8 सौर से कम द्रव्यमान वाले तारों की विशेषता। बौने तारे चुपचाप लुप्त हो रहे हैं (सभी लाल और भूरे बौने, और संभवतः, कुछ नारंगी बौने भी)। वे बृहस्पति की तरह "ठंडी" हीलियम-हाइड्रोजन गेंदों में बदल जाते हैं, लेकिन फिर भी उससे कई गुना बड़े (काले बौने) होते हैं। बेशक, यह प्रक्रिया बहुत धीरे-धीरे होती है, क्योंकि तारा, अपने थर्मोन्यूक्लियर ईंधन को समाप्त करने के बाद, क्रमिक गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के कारण बहुत लंबे समय तक चमकता रहता है। ब्रह्मांड का हमारा क्षेत्र इतना नया है कि संभवतः अभी तक कोई भी चुपचाप विलुप्त तारे नहीं हैं।
एक सफेद बौना बनाने के लिए संक्षिप्त करें 0.8 से 8 सौर द्रव्यमान वाले तारों की विशेषता। "बर्न आउट" तारे अपना खोल छोड़ देते हैं, जिससे धूल और गैस की एक ग्रहीय नीहारिका बनती है। यह इस प्रकार चलता है। जबकि कोर में हीलियम "जल" रहा था, जो कार्बन में बदल रहा था, गर्मीकोर (यानी, उच्च कण गति) ने कोर के गुरुत्वाकर्षण संपीड़न को रोका। जब कोर में हीलियम खत्म हो गया, तो ठंडा कार्बन कोर धीरे-धीरे सिकुड़ने लगा, जिससे हीलियम (साथ ही हाइड्रोजन) बाहरी परतों से तारे में खिंच गया। फिर यह नया हीलियम शेल में "प्रज्वलित" हुआ, और शेल जबरदस्त गति से विस्तारित होने लगा। यह पता चला कि एक अपेक्षाकृत "हल्के" तारे में उड़ने वाला खोल नहीं हो सकता है, और यह एक तथाकथित ग्रहीय नीहारिका में बदल जाता है। पहले यह माना जाता था कि ग्रहों का निर्माण ऐसी नीहारिकाओं से हुआ है। यह पता चला कि ऐसा नहीं है: ऐसी नीहारिकाएँ अंतरिक्ष में फैलती और नष्ट हो जाती हैं, लेकिन नाम संरक्षित रखा गया है। ग्रहीय निहारिका की विस्तार गति 5 से 100 किमी/सेकेंड तक होती है, जिसका औसत 20 किमी/सेकेंड होता है। तारे का कोर सिकुड़ना जारी रखता है, अर्थात। टूटकर नीला-सफ़ेद बौना बन जाता है, जो कुछ समय तक ठंडा होने के बाद सफ़ेद बौना बन जाता है। युवा सफेद बौने धूल के कोकून में छिपे हुए हैं, जिन्हें अभी तक स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले ग्रह नीहारिका में बदलने का समय नहीं मिला है। इस तरह के पतन के दौरान सुपरनोवा विस्फोट नहीं होता है, और किसी तारे के सक्रिय जीवन के अंत का यह परिदृश्य बहुत आम है। सफेद बौनों का वर्णन ऊपर किया गया है, और हम केवल यह याद कर सकते हैं कि वे आयतन में हमारे ग्रह के बराबर हैं, कि उनमें परमाणु यथासंभव सघनता से भरे हुए हैं, कि पदार्थ उससे डेढ़ अरब गुना अधिक घनत्व तक संकुचित है। पानी, और ये तारे एक-दूसरे के निकट दबाए गए इलेक्ट्रॉनों के प्रतिकर्षण के कारण अपेक्षाकृत स्थिर अवस्था में बने हुए हैं।
यदि तारा प्रारंभ में थोड़ा अधिक विशाल था, तो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया हीलियम जलने के चरण में नहीं, बल्कि थोड़ी देर बाद (उदाहरण के लिए, कार्बन जलने के चरण में) समाप्त होती है, लेकिन इससे तारे के भाग्य में मौलिक परिवर्तन नहीं होता है।
सफेद बौने अनिश्चित काल तक "सुलगते" रहते हैं और बहुत धीमी गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के कारण चमकते हैं। लेकिन कुछ विशेष मामलों में वे जल्दी ही ढह जाते हैं और फट जाते हैं पूर्ण विनाश.
तारे के पूर्ण विनाश के साथ एक सफेद बौने का पतनऐसा तब होता है जब सफ़ेद बौना उपग्रह से पदार्थ को 1.44 सौर के क्रांतिक द्रव्यमान तक खींचता है। इस द्रव्यमान को भारतीय गणितज्ञ सुब्रमण्यम चन्द्रशेखर के नाम पर चन्द्रशेखर द्रव्यमान कहा जाता है, जिन्होंने इसकी गणना की और पतन की संभावना की खोज की। ऐसे द्रव्यमान के साथ, इलेक्ट्रॉनों का पारस्परिक प्रतिकर्षण अब गुरुत्वाकर्षण में हस्तक्षेप नहीं कर सकता है। इससे तारे में पदार्थ का अचानक गिरना, तारे का तीव्र संपीड़न और तापमान में वृद्धि, तारे के केंद्र में कार्बन का "चमकना" और बाहरी तरंग में उसका "जलना" होता है। और यद्यपि कार्बन का थर्मोन्यूक्लियर "जलना" पूरी तरह से विस्फोटक नहीं है (विस्फोट नहीं, बल्कि अपस्फीति, यानी सबसोनिक "जलना"), तारा पूरी तरह से नष्ट हो जाता है और इसके अवशेष 10,000 किमी/सेकेंड की गति से सभी दिशाओं में बिखर जाते हैं। इस तंत्र का अध्ययन 1960 में हॉयल और फाउलर द्वारा किया गया था और इसे टाइप I सुपरनोवा विस्फोट कहा जाता है।
इस प्रकार के तारों के सभी विस्फोट, पहले अनुमान के अनुसार, समान होते हैं: चमक तीन सप्ताह तक बढ़ती है, और फिर 6 महीने या उससे थोड़े अधिक समय के दौरान धीरे-धीरे कम हो जाती है। इसलिए, टाइप I सुपरनोवा विस्फोटों से अन्य आकाशगंगाओं की दूरी निर्धारित करना संभव है, क्योंकि ऐसी चमकें दूर से दिखाई देती हैं, और हम उनकी असली चमक को जानते हैं। हाल ही में, हालांकि, यह पता चला कि ये सुपरनोवा असममित रूप से विस्फोट करते हैं (यदि केवल इसलिए कि उनके पास एक करीबी साथी है), और उनकी चमक 10% इस बात पर निर्भर करती है कि विस्फोट किस तरफ से देखा जाता है। दूरियाँ निर्धारित करने के लिए, इन सुपरनोवा की चमक को अधिकतम चमक के समय नहीं, बल्कि एक से दो सप्ताह बाद मापना बेहतर होता है, जब शेल की दृश्य सतह लगभग गोलाकार हो जाती है।
बहुत दूर के प्रकार I सुपरनोवा का निरीक्षण करने की क्षमता विभिन्न युगों में ब्रह्मांड की विस्तार दर का अध्ययन करने में मदद करती है (किसी तारे की चमक उससे दूरी और घटना के समय को इंगित करती है, और रंग उसके हटने की गति को इंगित करता है)। इस प्रकार, पहले 8.7 अरब वर्षों में ब्रह्मांड के विस्तार में मंदी और पिछले 5 अरब वर्षों में इस विस्तार में तेजी की खोज की गई, यानी। "दूसरा बड़ा विस्फोट"।
न्यूट्रॉन तारा बनाने के लिए संक्षिप्त करेंउन तारों में निहित है जो सूर्य से 8 गुना अधिक विशाल हैं। उनके विकास के अंतिम चरण में, सिलिकॉन खोल के अंदर एक लोहे का कोर बनना शुरू हो जाता है। ऐसा कोर एक दिन में बढ़ता है और चन्द्रशेखर सीमा तक पहुंचते ही 1 सेकंड से भी कम समय में ढह जाता है। कोर के लिए यह सीमा 1.2 से 1.5 सौर द्रव्यमान तक है। पदार्थ तारे में गिरता है, और इलेक्ट्रॉनों का प्रतिकर्षण गिरने को नहीं रोक सकता। पदार्थ तब तक तेज, गिरता और संकुचित होता रहता है जब तक कि परमाणु नाभिक (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन) के नाभिकों के बीच प्रतिकर्षण प्रभावी न होने लगे। कड़ाई से बोलते हुए, संपीड़न इस सीमा से परे भी होता है: गिरता हुआ पदार्थ, जड़ता से, न्यूक्लियंस की लोच के कारण संतुलन बिंदु से 50% ("अधिकतम संपीड़न") से अधिक हो जाता है। इसके बाद, "संपीड़ित रबर की गेंद वापस आ जाती है," और सदमे की लहर 30,000 से 50,000 किमी/सेकेंड की गति से तारे की बाहरी परतों में बाहर निकलता है। तारे के बाहरी हिस्से सभी दिशाओं में उड़ जाते हैं, और विस्फोटित क्षेत्र के केंद्र में एक कॉम्पैक्ट न्यूट्रॉन तारा बना रहता है। इस घटना को टाइप II सुपरनोवा विस्फोट कहा जाता है। ये विस्फोट शक्ति और अन्य मापदंडों में भिन्न होते हैं, क्योंकि अलग-अलग द्रव्यमान और अलग-अलग तारे रासायनिक संरचना[विभिन्न स्रोतों]। एक संकेत है कि टाइप II विस्फोट के दौरान, टाइप I विस्फोट की तुलना में अधिक ऊर्जा जारी नहीं होती है, क्योंकि कुछ ऊर्जा शेल द्वारा अवशोषित कर ली जाती है, लेकिन यह पुरानी जानकारी हो सकती है।
वर्णित परिदृश्य में कई अस्पष्टताएं हैं। खगोलीय अवलोकनों से पता चला है कि विशाल तारे वास्तव में विस्फोट करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विस्तारित नीहारिकाओं का निर्माण होता है, जो केंद्र में तेजी से घूमने वाले न्यूट्रॉन तारे को पीछे छोड़ देता है, जो नियमित रेडियो तरंगों (पल्सर) का उत्सर्जन करता है। लेकिन सिद्धांत से पता चलता है कि बाहरी शॉक वेव को परमाणुओं को न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन) में विभाजित करना चाहिए। इस पर ऊर्जा खर्च करनी होगी, जिसके परिणामस्वरूप शॉक वेव को बाहर जाना होगा। लेकिन किसी कारण से ऐसा नहीं होता है: शॉक वेव कुछ सेकंड में कोर की सतह तक पहुंचती है, फिर तारे की सतह पर और पदार्थ को उड़ा देती है। लेखक इसके लिए कई परिकल्पनाओं पर विचार करते हैं विभिन्न जन, लेकिन वे आश्वस्त करने वाले नहीं लगते। शायद, "अधिकतम संपीड़न" की स्थिति में या लगातार गिर रहे पदार्थ के साथ सदमे की लहर की बातचीत के दौरान, कुछ मौलिक रूप से नए और अज्ञात भौतिक कानून लागू होते हैं।
हमारी आकाशगंगा के भीतर, सुपरनोवा अवशेष और पल्सर के बीच का संबंध 1980 के दशक के मध्य तक केवल क्रैब नेबुला के लिए जाना जाता था।
एक ब्लैक होल बनाने के लिए ढहेंसबसे विशाल सितारों की विशेषता. इसे टाइप II सुपरनोवा विस्फोट भी कहा जाता है और यह एक समान परिदृश्य के अनुसार होता है, लेकिन परिणामस्वरूप, न्यूट्रॉन तारे के बजाय एक ब्लैक होल दिखाई देता है। यह उन मामलों में होता है जहां ढहते तारे का द्रव्यमान इतना बड़ा होता है कि न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन) के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण गुरुत्वाकर्षण संपीड़न को नहीं रोक सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस घटना को सैद्धांतिक रूप से कम समझा जाता है और अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान द्वारा शायद ही इसका अध्ययन किया गया है। उदाहरण के लिए, पदार्थ पूरी तरह से ब्लैक होल में क्यों नहीं गिरता? क्या "अधिकतम निचोड़" जैसा कुछ है? क्या कोई बाहरी आघात तरंग है? वह धीमी क्यों नहीं होती?
हाल ही में, ऐसे अवलोकन किए गए हैं जो संकेत देते हैं कि सुपरनोवा शॉक तरंग पूर्व विशाल तारे के विस्तारित खोल में गामा-किरण विस्फोट या एक्स-रे विस्फोट उत्पन्न करती है (गामा-किरण विस्फोट पर अनुभाग देखें)।
प्रत्येक प्रकार II सुपरनोवा एल्यूमीनियम के सक्रिय आइसोटोप (26Al) के लगभग 0.0001 सौर द्रव्यमान का उत्पादन करता है। इस आइसोटोप के क्षय से कठोर विकिरण उत्पन्न होता है, जिसे लंबे समय से देखा जा रहा है, और इसकी तीव्रता से यह गणना की जाती है कि आकाशगंगा में इस आइसोटोप के तीन से कम सौर द्रव्यमान हैं। इसका मतलब यह है कि टाइप II सुपरनोवा को आकाशगंगा में औसतन एक शताब्दी में दो बार विस्फोट करना चाहिए, जो कि नहीं देखा गया है। संभवतः, हाल की शताब्दियों में, ऐसे कई विस्फोटों पर ध्यान नहीं दिया गया (उदाहरण के लिए, वे बहुत दूर थे या ब्रह्मांडीय धूल के बादलों के पीछे हुए थे)। किसी भी स्थिति में, सुपरनोवा के विस्फोट का समय आ गया है...
खगोलविदों के अनुसार, 2022 में सिग्नस तारामंडल में सबसे चमकीला सुपरनोवा विस्फोट पृथ्वी से दिखाई देगा। फ्लैश आकाश में अधिकांश तारों की चमक को मात देने में सक्षम होगा! सुपरनोवा विस्फोट एक दुर्लभ घटना है, लेकिन यह पहली बार नहीं होगा कि मानवता ने इस घटना को देखा है। यह घटना इतनी आकर्षक क्यों है?
अतीत के भयानक लक्षण
तो, 5000 साल पहले, प्राचीन सुमेर के निवासी भयभीत थे - देवताओं ने एक संकेत दिखाकर दिखाया कि वे क्रोधित थे। दूसरा सूरज आसमान में चमका, इसलिए रात में भी दिन जैसा उजाला था! आपदा को टालने की कोशिश करते हुए, सुमेरियों ने समृद्ध बलिदान दिए और देवताओं से अथक प्रार्थना की - और इसका प्रभाव पड़ा। आकाश के देवता, एन ने अपना क्रोध दूर कर लिया - दूसरा सूर्य फीका पड़ने लगा और जल्द ही आकाश से पूरी तरह से गायब हो गया।
इस तरह से वैज्ञानिक पाँच हज़ार साल पहले हुई घटनाओं का पुनर्निर्माण करते हैं, जब प्राचीन सुमेर के ऊपर एक सुपरनोवा विस्फोट हुआ था। वे घटनाएँ एक क्यूनिफॉर्म टैबलेट से ज्ञात हुईं जिसमें "दूसरे सूर्य देवता" के बारे में एक कहानी थी जो आकाश के दक्षिणी हिस्से में प्रकट हुए थे। खगोलविदों को एक तारकीय प्रलय के निशान मिले हैं - पारस एक्स नेबुला सुपरनोवा से अवशेष है जिसने सुमेरियों को डरा दिया था।
आधुनिक वैज्ञानिक आंकड़ों के अनुसार, मेसोपोटामिया के प्राचीन निवासियों का आतंक काफी हद तक उचित था - यदि सुपरनोवा विस्फोट सौर मंडल के कुछ करीब हुआ होता, तो हमारे ग्रह की सतह पर सारा जीवन विकिरण से झुलस गया होता।
ऐसा पहले भी एक बार हो चुका है, जब 440 मिलियन वर्ष पहले सूर्य के अपेक्षाकृत निकट अंतरिक्ष के क्षेत्रों में एक सुपरनोवा विस्फोट हुआ था। पृथ्वी से हज़ारों प्रकाश वर्ष दूर, एक विशाल तारा सुपरनोवा में चला गया, और हमारा ग्रह घातक विकिरण से झुलस गया। पैलियोज़ोइक राक्षस, जिनके पास उस समय रहने का दुर्भाग्य था, देख सकते थे कि कैसे आकाश में अचानक दिखाई देने वाली एक चकाचौंध चमक ने सूर्य को ग्रहण कर लिया - और यह आखिरी चीज़ थी जो उन्होंने अपने जीवन में देखी थी। कुछ ही सेकंड में, सुपरनोवा के विकिरण ने ग्रह की ओजोन परत को नष्ट कर दिया, और विकिरण ने पृथ्वी की सतह पर जीवन को समाप्त कर दिया। सौभाग्य से, उस समय हमारे ग्रह के महाद्वीपों की सतह लगभग निवासियों से रहित थी, और जीवन महासागरों में छिपा हुआ था। पानी की मोटाई सुपरनोवा के विकिरण से सुरक्षित रही, लेकिन फिर भी 60% से अधिक समुद्री जानवर मर गए!
सुपरनोवा विस्फोट ब्रह्मांड में सबसे विशाल प्रलय में से एक है। एक विस्फोटित तारा अविश्वसनीय मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित करता है - थोड़े ही समय में, एक तारा आकाशगंगा के अरबों तारों की तुलना में अधिक प्रकाश उत्सर्जित करता है।
सुपरनोव्स का विकास
खगोलविदों ने लंबे समय से सुदूर सुपरनोवा विस्फोटों को देखा है शक्तिशाली दूरबीनें. प्रारंभ में, इस घटना को एक अतुलनीय जिज्ञासा के रूप में माना गया था, लेकिन 20 वीं शताब्दी की पहली तिमाही के अंत में, खगोलविदों ने अंतरिक्ष दूरियों को निर्धारित करना सीख लिया। तब यह स्पष्ट हो गया कि सुपरनोवा का प्रकाश कितनी अकल्पनीय दूरी से पृथ्वी पर आता है और इन चमकों में कितनी अविश्वसनीय शक्ति होती है। लेकिन इस घटना की प्रकृति क्या है?
तारे हाइड्रोजन के ब्रह्मांडीय संचय से बनते हैं। ऐसे गैस बादल विशाल स्थान घेरते हैं और इनका द्रव्यमान सैकड़ों सौर द्रव्यमान के बराबर हो सकता है। जब ऐसा बादल पर्याप्त घना होता है, तो गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करना शुरू कर देते हैं, जिससे गैस का संपीड़न होता है, जिससे तीव्र ताप होता है। एक निश्चित सीमा तक पहुंचने पर, बादल के गर्म और संपीड़ित केंद्र में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं शुरू हो जाती हैं - इस तरह तारे "प्रकाशित" होते हैं।
चमकते तारे का जीवन लंबा होता है: तारे की गहराई में हाइड्रोजन लाखों और यहां तक कि अरबों वर्षों तक हीलियम (और फिर लोहे सहित आवर्त सारणी के अन्य तत्वों) में बदल जाता है। इसके अलावा, तारा जितना बड़ा होगा, उसका जीवन उतना ही छोटा होगा। लाल बौनों (तथाकथित छोटे तारों का वर्ग) का जीवनकाल एक खरब वर्ष का होता है, जबकि विशाल तारे इस अवधि के हज़ारवें हिस्से में "जल" सकते हैं।
तारा तब तक "जीवित" रहता है जब तक उसे संपीड़ित करने वाले गुरुत्वाकर्षण बलों और ऊर्जा उत्सर्जित करने वाली और पदार्थ को "धक्का" देने वाली थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के बीच "बलों का संतुलन" बना रहता है। यदि तारा काफी बड़ा है (सूर्य के द्रव्यमान से अधिक द्रव्यमान है), तो एक क्षण आता है जब तारे में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं कमजोर हो जाती हैं (उस समय तक "ईंधन" जल जाता है) और गुरुत्वाकर्षण बल मजबूत हो जाते हैं। इस बिंदु पर, तारे के कोर को संपीड़ित करने वाला बल इतना मजबूत हो जाता है कि विकिरण दबाव पदार्थ को सिकुड़ने से रोक नहीं पाता है। एक भयावह तेजी से पतन होता है - कुछ ही सेकंड में तारे के कोर का आयतन 100,000 गुना कम हो जाता है!
तारे का तीव्र संपीड़न इस तथ्य की ओर ले जाता है कि पदार्थ की गतिज ऊर्जा ऊष्मा में बदल जाती है और तापमान सैकड़ों अरबों केल्विन तक बढ़ जाता है! उसी समय, मरने वाले तारे की चमक कई अरब गुना बढ़ जाती है - और "सुपरनोवा विस्फोट" अंतरिक्ष के पड़ोसी क्षेत्रों में सब कुछ जला देता है। एक मरते हुए तारे के कोर में, इलेक्ट्रॉनों को प्रोटॉन में "दबाया" जाता है, ताकि कोर के अंदर लगभग केवल न्यूट्रॉन ही बचे रहें।
विस्फोट के बाद का जीवन
तारे की सतह परतें फट जाती हैं, और अत्यधिक तापमान और राक्षसी दबाव की स्थिति में, भारी तत्वों (यूरेनियम तक) के निर्माण के साथ प्रतिक्रियाएं होती हैं। और इस प्रकार सुपरनोवा अपने महान (मानवता के दृष्टिकोण से) मिशन को पूरा करते हैं - वे ब्रह्मांड में जीवन की उपस्थिति को संभव बनाते हैं। वैज्ञानिकों का कहना है, "हमें और हमारी दुनिया को बनाने वाले लगभग सभी तत्व सुपरनोवा विस्फोटों से उत्पन्न हुए हैं।" वह सब कुछ जो हमें घेरे हुए है: हमारी हड्डियों में कैल्शियम, हमारी लाल रक्त कोशिकाओं में लोहा, हमारे कंप्यूटर चिप्स में सिलिकॉन और हमारे तारों में तांबा - यह सब विस्फोट करने वाली सुपरनोवा की नारकीय भट्टियों से आया है। ब्रह्माण्ड में अधिकांश रासायनिक तत्व विशेष रूप से सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान प्रकट हुए। और उन कुछ तत्वों (हीलियम से लोहे तक) के परमाणु जिन्हें तारे "शांत" अवस्था में संश्लेषित करते हैं, सुपरनोवा विस्फोट के दौरान अंतरतारकीय अंतरिक्ष में फेंके जाने के बाद ही ग्रहों की उपस्थिति का आधार बन सकते हैं। इसलिए, स्वयं मनुष्य और उसके आस-पास की हर चीज़ प्राचीन सुपरनोवा विस्फोटों के अवशेषों से बनी है।
विस्फोट के बाद बचा हुआ कोर न्यूट्रॉन तारा बन जाता है। यह छोटी मात्रा, लेकिन विशाल घनत्व की एक अद्भुत अंतरिक्ष वस्तु है। एक साधारण न्यूट्रॉन तारे का व्यास 10-20 किमी है, लेकिन पदार्थ का घनत्व अविश्वसनीय है - 665 मिलियन टन प्रति घन सेंटीमीटर! इस घनत्व पर, माचिस के सिर के आकार का न्यूट्रोनियम (वह पदार्थ जिससे ऐसा तारा बना है) का एक टुकड़ा चेप्स पिरामिड से कई गुना अधिक वजन का होगा, और एक चम्मच न्यूट्रोनियम का द्रव्यमान एक अरब टन से अधिक होगा . न्यूट्रोनियम में भी अविश्वसनीय ताकत है: न्यूट्रोनियम का एक टुकड़ा (यदि मानवता के हाथों में होता) किसी भी भौतिक बल द्वारा टुकड़ों में नहीं तोड़ा जा सकता - कोई भी मानव उपकरण बिल्कुल बेकार होगा। न्यूट्रोनियम के एक टुकड़े को काटने या फाड़ने का प्रयास उतना ही निराशाजनक होगा जितना हवा से धातु के टुकड़े को काटने का।
बेतेल्गेयूस सबसे खतरनाक तारा है
हालाँकि, सभी सुपरनोवा न्यूट्रॉन सितारों में नहीं बदलते हैं। जब किसी तारे का द्रव्यमान एक निश्चित सीमा (तथाकथित दूसरी चन्द्रशेखर सीमा) से अधिक हो जाता है, तो सुपरनोवा विस्फोट की प्रक्रिया में बहुत अधिक मात्रा में पदार्थ निकल जाता है और गुरुत्वाकर्षण दबाव कुछ भी समाहित करने में असमर्थ हो जाता है। प्रक्रिया अपरिवर्तनीय हो जाती है - सभी पदार्थ एक बिंदु पर एक साथ खींचे जाते हैं, और एक ब्लैक होल बनता है - एक विफलता जो अपरिवर्तनीय रूप से सब कुछ, यहां तक कि सूरज की रोशनी को भी अवशोषित कर लेती है।
क्या सुपरनोवा विस्फोट से पृथ्वी को खतरा हो सकता है? अफसोस, वैज्ञानिक सकारात्मक उत्तर देते हैं। ब्रह्मांडीय मानकों के अनुसार, बेटेलज्यूज़ तारा एक करीबी पड़ोसी है। सौर परिवार, बहुत जल्द विस्फोट हो सकता है। स्टेट एस्ट्रोनॉमिकल इंस्टीट्यूट के एक शोधकर्ता सर्गेई पोपोव के अनुसार, "बेतेल्गेयूज़ वास्तव में सबसे अच्छे उम्मीदवारों में से एक है, और निश्चित रूप से (समय में) सुपरनोवा के लिए सबसे प्रसिद्ध है। यह विशाल तारा अपने विकास के अंतिम चरण में है और संभवतः सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करके पीछे छूट जाएगा न्यूट्रॉन स्टार" बेटेल्गेयूज़ हमारे सूर्य से बीस गुना भारी और एक लाख गुना अधिक चमकीला तारा है, जो लगभग पाँच हज़ार प्रकाश वर्ष दूर स्थित है। चूँकि यह तारा अपने विकास के अंतिम चरण में पहुँच गया है, निकट भविष्य में (ब्रह्मांडीय मानकों के अनुसार) इसके सुपरनोवा बनने की पूरी संभावना है। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह प्रलय पृथ्वी के लिए खतरनाक नहीं होनी चाहिए, लेकिन एक चेतावनी के साथ।
तथ्य यह है कि विस्फोट के दौरान सुपरनोवा का विकिरण असमान रूप से निर्देशित होता है - विकिरण की दिशा तारे के चुंबकीय ध्रुवों द्वारा निर्धारित होती है। और अगर यह पता चलता है कि बेतेल्गेज़ का एक ध्रुव सीधे पृथ्वी पर निर्देशित है, तो सुपरनोवा विस्फोट के बाद एक्स-रे विकिरण की एक घातक धारा हमारी पृथ्वी में जारी की जाएगी, जो कम से कम ओजोन परत को नष्ट करने में सक्षम होगी। दुर्भाग्य से, आज खगोलविदों को ऐसे कोई संकेत ज्ञात नहीं हैं जो प्रलय की भविष्यवाणी करना और सुपरनोवा विस्फोट के लिए "प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली" बनाना संभव बना सकें। हालाँकि, भले ही बेतेल्गेज़ अपना जीवन जी रहा है, नाक्षत्र समय मानव समय के साथ असंगत है, और, सबसे अधिक संभावना है, आपदा हजारों नहीं तो हजारों साल दूर है। कोई उम्मीद कर सकता है कि इतनी अवधि के भीतर मानवता सुपरनोवा प्रकोप के खिलाफ विश्वसनीय सुरक्षा तैयार कर लेगी।
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