Нейтрино та спалахи наднових зірок
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Перебіг катастрофічного стиску (колапсу) зірки істотно визначається тим, як швидко зірка втрачає енергію. Колосальну енергію – близько 1053 ерг уносять нейтрино – частинки без маси спокою, які слабо взаємодіють з речовиною і мають величезну проникаючу здатність. Якби оболонка зірки, що колапсує, могла отримати всього 10% цієї енергії, то і її вистачило б для викиду оболонки в навколишній простір. Спостерігався б ефект спалаху наднової.
На основі останніх досягнень астрофізики та фізики елементарних частинок американські дослідники Арнетт та Шрамм малюють таку картину гравітаційного колапсу. У центрі переднаднової густини речовини більше 2 *1011 г/см3 і температура порядку 1010К.
Речовина тут складається з окремих протонів, нейтронів та електронів. У такій речовині відбувається захоплення електронів протонами, внаслідок чого утворюються нейтрони та нейтрино з енергією близько 16 меВ. Нейтрино виходять із найщільніших шарів і потрапляють у область, де є атомні ядра. Розсіюючись на них, нейтрино передають їм частину свого імпульсу, створюючи ефективний тиск, спрямований від центру зірки назовні.
Якщо цей тиск здатний подолати силу гравітаційного тяжіння, то оболонка зірки, що колапсує, розлетиться і відбудеться вибух наднової. У центрі залишиться нейтронна зірка, а речовина, що пройшла через стадію високих температур і щільностей, буде викинута у міжзоряний простір. Цим, можливо, пояснюється походження космічних променів та концентрація важких елементів у космічному просторі.
Автор: “Astrophysical Journal”.