초신성 폭발 후에는 무엇이 형성되나요?

1. 초신성 폭발

초신성 폭발 초신성 폭발은 초신성 폭발이 되나요?

우선, 어떤 별이 갑자기 폭발하며 그 밝기가 수십만 배 이상 증가합니다(엄격한 정의는 절대 등급, 스펙트럼 등에 따라 다릅니다). 이것을 초신성(이 별)이라 하고, 이 폭발이 일어나는 과정을 초신성폭발(supernovaexplosion)이라고 부를 수 있다. 폭발 후에는 이를 초신성(이 별)이라고 부릅니다. 초신성 잔해(폭발한 성운 등의 폭발 생성물)라고 합니다. 두 가지 주요 범주로 나뉘는데, 그 중 하나는 Ia형 초신성인데, 이는 원래의 별(또는 전신 별)입니다. 백색왜성 옆에 동반성(또 다른 매우 가까운 별)이 있습니다. 백색 왜성은 동반성의 물질을 흡수하여 임계 질량에 도달하고 폭발합니다. 다른 유형은 Ib, Ic 및 II 유형의 초신성이며, 그들의 조상 별은 질량이 태양의 8배 이상입니다. 진화의 후기 단계에서는 핵의 폭주 핵반응으로 인해 충격파(폭발파)가 형성되며, 이는 표면으로 전달될 때 별을 극도로 밝게 만드는 것도 초신성의 차이입니다. 두 가지 유형의 메커니즘 사이에는 상대적으로 큰 문제가 있습니다. 등록에 대한 Ziyue의 답변은 약간 문제가 있습니다.

초신성 폭발의 원인은 무엇인가요? 초신성 폭발은 어떻게 됐나요?

초신성 폭발 저자: H.-Th. Janka 번역자: Shea 초신성 폭발은 매초 우주 어딘가에서 발생합니다.

비록 매우 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 이러한 항성 재앙 현상은 여전히 ​​우리에게 별 형성에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 이는 성간 공간에서 무거운 원소와 방사성 원소의 함량을 풍부하게 하는 여러 태양 질량의 별 조각을 방출합니다.

초신성은 매우 밝지만 초신성 폭발의 에너지는 전체 사건에서 방출되는 에너지의 빙산의 일각에 불과합니다. 이론에서는 폭발하는 별의 철심이 중성자별이나 블랙홀로 붕괴할 때 중성미자가 중력 결합 에너지의 대부분을 빼앗는다고 예측합니다.

초신성 1987A의 중성미자 관측으로 이러한 예측이 확증되었습니다. 일반적으로 전체 에너지 중 1개만이 분출물의 운동 에너지로 변환되고, 그 중 극히 일부만이 전자기 복사로 변환됩니다.

붕괴되는 밀도가 높은 핵에서 방출된 물질로 에너지가 어떻게 전달됩니까? 초신성 폭발의 추진력을 이해하는 것은 초신성 잔해의 질량, 폭발 에너지, 핵합성 생성물을 예측하는 데 중요합니다. 따라서 무거운 별의 특성과 초신성 관측 사이의 이론적 연관성을 확립하는 것이 필요합니다.

불행하게도 현재의 관측으로는 별의 붕괴 핵에서 발생하는 물리적 과정을 설명할 수 없습니다. 앞으로는 은하수 초신성에 대한 중성미자와 중력파 관측이 우리에게 필요한 데이터를 제공해 줄 것이다.

하지만 이제 초신성에 대한 우리의 이해는 수치 시뮬레이션과 분석을 통해 이루어집니다. 30년 이상의 연구와 점점 더 정교해지는 계산 모델에도 불구하고 아직 만족스러운 결과를 얻지 못했습니다.

고에너지 광자가 철심을 개별 입자와 핵자(양성자와 중성자)로 분해하면 별의 철심은 중력적으로 불안정해집니다. 이때 핵자와 자유 양성자는 전자를 포획하여 압력을 크게 감소시키고 많은 수의 중성미자를 생성합니다.

후자는 밀도가 높아질 때까지 아무런 방해 없이 별을 떠날 수 있다. 1초 안에 별의 내부 핵은 핵 밀도까지 붕괴되지만, 핵 축퇴와 핵력 반발로 인해 더 이상의 붕괴는 방지됩니다.

이 시점에서 유체역학적 충격파가 생성되어 여전히 초음속으로 낙하하고 있는 외핵 영역을 통해 외부로 전파됩니다. 일반적으로 이 충격파는 초신성 폭발을 직접적으로 일으키지 않는다고 믿어집니다.

철심과 중성미자 방사선의 광분해로 인해 충격파는 많은 양의 에너지를 잃어 반경 100~200km에서 실속을 일으킨다. 하지만 불과 1초도 지나지 않아 상황은 달라졌다.

충격파 이후 온도는 너무 낮아져 새로 태어난 중성자별에서 나오는 많은 수의 고에너지 중성미자가 여진층의 자유핵에 흡수될 것입니다. 이 에너지 전달이 일정 수준에 도달하면 멈춰 있던 충격파가 방출되어 '지연된' 폭발이 발생합니다.

충격파의 궁극적인 운명은 이러한 물리적 과정의 강점과 약점 사이의 대조에 달려 있기 때문에 중성미자에 의해 충격파로 전달되는 에너지가 충격파에 충분한지 여부를 결정하려면 보다 상세한 계산 모델이 필요합니다. 초신성 폭발을 일으킵니다. Wilson과 Mayle은 아직 보편적으로 받아들여지지 않는 두 가지 가정을 사용하여 중성미자에 의한 폭발을 성공적으로 시뮬레이션했습니다.

그들은 중성자별의 대류 혼합 과정이 중성미자 방사선을 가속화한다는 가설을 세웠습니다. 또한 그들은 관찰된 폭발 에너지를 얻기 위해서는 중성자별 매질에 높은 밀도의 파이온(쿼크와 반쿼크 사이의 강한 상호작용으로 인한 기본 입자)이 나타날 것이라고 믿고 있습니다.

이 두 가지 가정은 모두 초신성 폭발을 일으키는 데 도움이 됩니다. 왜냐하면 중성미자 수와 그 자체 에너지가 증가함에 따라 중성미자에 의해 전달되는 에너지도 증가하기 때문입니다. 그러나 이 모델은 또한 초신성 1987A의 스펙트럼 관측에서 볼 수 있듯이 몇 가지 중요한 물리적 과정을 무시합니다. 초신성 1987A에서는 폭발 중에 방사성 원소인 니켈이 예상치 못한 빠른 속도로 움직였습니다.

이 관찰은 대규모 제트가 중성자별의 물질을 폭발하는 별의 외부 껍질로 운반한다는 것을 시사합니다. 다차원 시뮬레이션에서는 실제로 새로 태어난 중성자별과 중성미자 가열로 인해 대류 불안정성 층이 형성되는 초신성 충격 사이에 강한 분열이 일어나는 것을 보여줍니다.

게다가 중성자별에서 방출되는 수많은 중성미자와 상승하는 고온 물질도 충격파가 외부로 더욱 확산되는 데 도움을 준다. 이 두 가지 효과는 앞서 설명한 지연 버스트 메커니즘에 매우 중요합니다.

최근 초신성 모델링의 또 다른 이정표인 3차원 모델의 첫 번째 계산이 수행되었습니다. 이는 이전 2차원 모델의 결과를 확인합니다.

버섯 같은 구조(사진 참조)가 나타나기 시작하고 이후 대규모 구조로 발전합니다. 하위 섭동으로 인한 중성미자 구동 충격 후 대류는 초신성 폭발에서 핵합성 생성물 분포의 이방성을 설명할 수 있습니다.

회전과 결합하여 비대칭 구와 젊은 펄서에서 관찰되는 극도로 큰 반동 속도가 발생할 수도 있습니다. [이미지 캡션]: 초신성의 3차원 시뮬레이션.

이 투시도는 새로 태어난 중성자별의 대류 혼합 과정을 보여줍니다. 유체역학적 불안정성으로 인해 버섯과 같은 구조가 생성됩니다.

다양한 색상은 일정한 양성자-중성자 비율 표면(파란색이 낮고 빨간색이 높음)에서 유체 엔트로피의 다양한 값을 나타냅니다. 문헌에서: E. Muller, H.-T. Janka, Astron. 317, 140(1997) 그러나 현재 중성미자 가열 메커니즘이 완전히 정확하다는 것을 정확하게 증명할 수 있는 시뮬레이션은 없습니다.

최고의 2차원 및 3차원 모델에서도 중성미자와 관련된 물리적 과정은 여전히 ​​크게 단순화되어 있습니다. 별은 극도로 빠른 속도로 폭발하여 더 작은 중성자별을 남기고 다량의 스트론튬, 이트륨, 지르코늄을 방출하지만 그 양은 은하수에서 관찰되는 양과 일치하지 않습니다.

중성미자는 초신성 폭발의 에너지를 지배하고 핵합성의 결과를 결정합니다. 중성미자 수송과 상호작용에 대한 정확한 설명은 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.

뉴턴의 중성미자 수송에 대한 볼츠만 방정식과 일반 상대론적 유체 역학 모델을 통합하여 새로운 결과를 얻었습니다. 그러나 구형 대칭(1차원) 모델에서는 초신성 폭발의 결과가 없습니다.

다음 단계는 이 중성미자 쌍에 대한 보다 정밀한 처리 방법을 2차원 및 3차원 모델에 추가하고, 고차원에서 중성미자의 상호작용과 관련된 방정식을 더욱 개선하는 것입니다. 밀도 문제. 고온 중성자별에 대한 연구 역시 매우 가치가 높으며, 초신성 폭발에서 자기장의 역할에 대해서도 더 많은 연구가 필요합니다.

이러한 모든 문제를 포함해야만 대규모 별 폭발의 표준 모델을 얻을 수 있습니다.

초초신성은 어떻게 폭발하나요?

초신성 폭발: 일부 거대한 별은 내부 중력이 매우 강해 내부 연료가 고갈되어 연소가 멈추면 행성이 천천히 수축하지 않고 갑자기 붕괴됩니다. 너무 거대해서 구형 껍질이 견디지 못하고 폭발합니다. 마치 풍선이 갑자기 격렬하게 압착되는 것처럼, 그 격렬한 폭발은 마치 슈퍼 원자폭탄이 터지는 것과 같습니다. 결과적으로 원래는 매우 어둡거나 전혀 보이지 않던 별이 갑자기 밝기가 17등급 이상 증가하여 밝은 별이 됩니다. 이것이 바로 우리가 지금까지 알고 있는 가장 격렬한 폭발입니다. 계산에 따르면 초신성 폭발로 방출되는 빛은 태양 10^7~10^10개에 해당합니다. 죽어가는 별은 초신성 폭발 후 완전히 붕괴됩니다. 연기 구름과 많은 파편이 우주로 표류하고 나머지 물질은 매우 작은 중성자 별이나 블랙홀로 빠르게 붕괴되었습니다.