Сверхновая - это мощный и яркий взрыв звезды.
Взрыв происходит по двум причинам:
1. Создание нейтронной материи.
Переход электронов на более низкую орбиталь сопровождается излучением электромагнитной энергии. При высоком давлении электрон соединяется с протоном, образуя нейтрон. Процесс сопровождается излучением фотонов каждым электроном. Массовое образование нейтронов создаёт фотонный взрыв.
2. Создание Тёмной материи
Это следующий шаг уплотнения материи. Нейтронная материя при последующем уплотнении начинает сбрасывать свой заряд - заряды выталкивают друг друга, сливаются в фотоны и покидают материю. Происходит аннигиляция заряда с переходом его в фотон. В результате сброса зарядов материя становится Тёмной. Массовый сброс зарядов создаёт фотонный взрыв.
Весь процесс развития сверхновых проходит вокруг зоны агрегирования нейтронов.
1. Звезда достигла максимума массы из окружающей её Тёмной материи, зона агрегации находится вне звезды
2. С переходом Тёмной материи в Светлую её количество и плотность падают, поэтому и зона агрегации опускается внутрь звезды.
3. Внутренние, холодные слои звезды нагреваются, переходят в плазму и звезда интенсивно расширяется, превращаясь в Красного гиганта.
4. Плотность Тёмной материи продолжает падать и звезда начинает остывать. Энергии распада агрегированных нейтронов становится недостаточно для удержания размеров Красного гиганта. Этот процесс продолжается до момента, когда температура не способна удержать Светлую материю в газообразном состоянии.
5. Красный гигант остывает и коллапсирует, сильное сжатие приводит к очень высокой плотности внутренних слоёв и взрыву сверхновой. Взрыв происходит внутри звезды, поэтому взрыв сопровождается выбросом значительной массы вещества, примерно 90%, из внешней оболочки звезды в межзвёздное пространство.
Частичный распад нейтронов дополнительно выделяет много энергии.
6. Из оставшейся части вещества ядра взорвавшейся звезды, как правило, образуется компактный объект.
Остатки звезды имеют внутри плотные ядра из нейтронов или Тёмной материи. Агрегация оказывается вне звезды и хотя она по прежнему уменьшается, но для малых размеров звезды это достаточно мощный поток материи и энергии.
Варианты остатков сверхновой: туманность, Белый карлик, Нейтронная звезда, Чёрная дыра.
---
После взрыва звезда быстро остывает. Главную роль в охлаждении звезды играет процесс нейтронизации:
n + n → n + p + e- + ṽ
n+p+e-→ n + n + v
3H- → 3He + e- + ṽe
3He + e- → 3H + ve
4He + e- → 3H +n + ve
Нейтрино от этих реакций уносят 10% энергии.
Эти процессы чрезвычайно сильно зависят от температуры, начиная с T ≈ 5е8 К, нейтринное излучение звезды превышает её фотонное излучение.
Главную же роль в охлаждении звезды играет УРКА-процесс (нейтринное охлаждение):
e+ + n → ṽe + p
e- + p → ve + n
Всплеск нейтрино
Помимо нейтронизации и УРКА-процесса, во всплеске нейтрино участвуют нестабильные изотопы, появившиеся при сжатии звезды. Начинается их бета-распад:
e- + (A,Z ) → (A,Z-1) + ve
(A,Z-1) → (A,Z ) + e- + ṽe
Интенсивность этих процессов нарастает по мере сжатия, тем самым ускоряя его.
Процессы нейтронизации идут при плотностях не ниже 10е11 г/см3, достижимых только в ядре звезды. Это значит, что гидродинамическое равновесие нарушается только в нём. Внешние же слои находятся в локальном гидродинамическом равновесии.
При дальнейшем сжатии нейтронная материя, теряя заряд, переходит в Тёмную материю. Процесс тоже сопровождается выбросом нейтрино, как частиц Тёмной материи. Высокоэнергичные нейтрино излучаются в пространство. Нейтрино малых энергий оседают в остатке сверхновой.
---
Следующая глава 3.16. Чёрные дыры