超新星爆発の後、なぜ物質はコアで崩壊したままなのですか?


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超新星爆発に続いて、星は白い矮星、中性子星、ブラックホール、またはただの恒星の塵とガスに変わります。

後者の場合を除いて、なぜ、どのようにして星の核物質が崩壊したままになるのでしょう。


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それは逆です。崩壊は最初に爆発の後に起こります。基本的に、ステイのコアが崩壊し、外側の部分がボイドを埋めるために落ち、非常に熱くなり(崩壊するコアから放射されるエネルギーの結果、一部は自身の落下から)、爆発的に融合します。
スティーブリントン

スティーブ、これが問題です。爆発後、中性子星または黒い全体が残されたままになることがあります。なぜ爆発後に残った物質は、非常に密度の高いオブジェクトで崩壊したままですか?たぶん、新星爆発は崩壊している星の一部だけを追放するのでしょうか?
リカルド

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@uhohほこりとガスを意味した
リカルド

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@riccardoまさにそうです。爆発は、星のつぶれたコアの周りで起こり、外側の層を外側に吹き飛ばしますが、コアを残し、場合によってはそのままにします
Steve Linton

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WRTはブラックホールです。-重力は、脱出速度が光速を超えるようなものです。したがって、何も脱出できない可能性があります。中性子星の場合は少し極端ではありません。
jamesqf

回答:


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するためには、「ブロー何かアップ」あなたはその結合エネルギーよりも多くのエネルギーを放出する必要がある、それは別の方法で逃げることができないので、そのエネルギーを捕獲する方法を持っています。

1.4MGM2/R=5×1046

これは、コアの崩壊によって非常に大きなサイズから放出されるエネルギー(つまり、超新星のエネルギーは最初は重力的である)であり、そのエネルギーの一部は鉄の原子核を解離して中性子を作るため(どちらも吸熱)プロセス)と残りのほとんどはニュートリノの形で脱出します。そうすると、コアをアンバインドするのに十分なエネルギーがありません。これだけのエネルギーのほんの一部(1%)に転送されたエンベロープ、それは(大きさの少なくとも5桁)はるかに大きい半径を有していることから、元スター、の、であるその重力結合エネルギーを克服し、それを爆破するのに十分な宇宙へ。

Ia型超新星(爆発する白い矮星)の場合はかなり異なります。ここでのエネルギー源は重力による崩壊ではなく、白色矮星を構成するすべての炭素と酸素の熱核爆発から、鉄のピーク要素を形成します。この発熱過程は、元の星の結合を解くのに十分なエネルギーを急速に放出し(たとえば、ここを参照)、完全に破壊されます。


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非常に便利!ありがとう!
リカルド

「これはほぼ正確に、はるかに大きなサイズからコアが崩壊することによって放出されるエネルギーの量です(つまり、超新星のエネルギーはもともと重力の影響を受けます)。吸熱プロセス)と残りのほとんどはニュートリノの形で脱出し、コアをアンバインドするのに十分なエネルギーがありません。」したがって、エンベロープ全体を数秒でニッケル56に融合することで放出されるエネルギーは考慮されません。
Sean

@Seanそれはコア崩壊超新星で起こることではなく、放出されたエンベロープは主に水素とヘリウムです。コアは、崩壊するとすでに鉄のピーク要素の形をしています。コアの向こう側にある(制限された)融合は、崩壊時にエンベロープから完全に分離されるため、コアに影響を与えません。エンベロープ内のいかなる融合も、巨大なニュートリノフラックスによって(何らかの形で)蓄積されるエネルギーと比較して、エネルギー的に重要ではありません。
ロブジェフリーズ

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上記の説明に欠けているのは、実際に何が起こっているのかということです。

私はこれを助けるためにxkcdから盗むつもりです:

https://what-if.xkcd.com/73/

そしてここにニュートリノの性質について深く語ったマックスプランク研究所の記事があります:

https://www.mpg.de/11368641/neutrinos-supernovae

最終的に、星が死にかけている瞬間に、ニュートリノを放出し始めます。たくさんのニュートリノ...たくさんのエネルギー。さて、あなたは「それで何ができるのか……彼らは何の重さもない」と考えていると思います。しかし、これは文字通り、アリのいるフットボールスタジアムに埋められるようなものです...ニュートリノは非常に多くのエネルギーを詰め込んでいるため、重力から離れるのに十分なエネルギーで星の外側の物質が外側に吹き飛ばされます。残りの問題の。

あ...でも、どうやって問題が残っているの?中心に近いほど、重力井戸は最も深く、すべての粒子(核/中性子)は、ニュートリノによってほぼすべての方向にほぼ均等に衝突されます。そのため、総運動量は実質的にゼロに打ち消されます。問題のいくつかは少し動かされます...しかし、非常に深い重力にうまく戻ります。

私はそれが見ている光景だと確信しています...少なくともニュートリノ(および他のすべてのエネルギー)によって気化される前のその短い瞬間のために。


ISSのような人間は、このような爆発にどれほど近づいて生き残ることができるでしょうか。人間が搭乗していない遠隔操作の衛星やその他の車両はどうですか?
db

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@db:およそ50〜100光年:earthsky.org/astronomy-essentials/supernove-distance これは地球用であり、大気&Cが少しの保護を提供します。
jamesqf

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「総運動量はゼロに相殺される」。これは、圧力が働く方法ではありません。ニュートリノによって引き起こされる圧力は、中心で最も高くなります。
ロブジェフリーズ

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@IlmariKaronen圧力勾配も、超新星残骸の内部では、星の他のどの場所よりもはるかに高くなっています。
ロブジェフリーズ

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@IlmariKaronenしかし、当然のことながら、厳密に中心では正確にゼロです。
ロブジェフリーズ

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NASAサイトで答えを見つけた

崩壊は非常に迅速に発生するため、巨大な衝撃波が発生し、星の外側の部分が爆発します。

これは、コアが爆発を何とかして生き残ることを意味します


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これは疑問を投げかけていませんか?(用語の本来の意味で)。「...衝撃波が外側の部分を爆発させるので、物質はコアで崩壊したままです」は、実際には何も説明しません。この回答の重要な部分は、最後の「どういうわけか」ビットで失われています。その「どういうわけか」について詳しく説明することは可能でしょうか?
SusanW

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超新星爆発の後、イベントはコンパクトなオブジェクトを中性子星またはブラックホールとして残すかもしれません。オブジェクトは、フォールバック降着やそのコンパニオンスターなどからのマテリアルをまだ追加できます。物体が中性子星である場合、それはさらにブラックホールに崩壊する可能性があります。


それが問題です !コアは、11光年にわたって物質を散乱させるような爆発にどのように耐えることができますか?それはカニ星雲のサイズです
リカルド

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元の質問の要点は、これがどのように起こるかであり、実際にそうなることではないと思います。
カールウィットフト

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@Riccardo空間で、自分の重力が引き戻せないところまで物質を散布すると、それはそのまま続行されます。十分長く待つと、11、1100、11000光年に広がります。
スティーブリントン

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正しい!この問題が地球上で発生すると拡張が停止するのではないかと私はだまされました:-)
リカルド


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「ペアの不安定性」と呼ばれるものが原因で、50〜150の太陽質量範囲の大規模な星は、超新星端で爆発する可能性があり、コアはまったく残りません。


-1

星には、通常は互いに釣り合う2つの反対する力があります。重力は崩壊を引き起こす力ですが、内部の核融合反応からの放射圧は崩壊する傾向に抵抗します。小さな太陽のような星は、水素燃料のほとんどを使い果たすと、ヘリウムを「燃焼」し始め、赤い巨人になります。ヘリウムがなくなると、新星の外層が膨らんで崩壊し、地球と同じ大きさの白い矮星を形成します。元の星の質量のほとんどが比較的小さな体積に圧縮されているため、これらの白い矮星は驚くほど密で重いです。さらに崩壊は、電子縮退圧力と呼ばれる力によって抵抗されます。

太陽よりもはるかに大きい星は、ヘリウムを超えて元素を融合させ、鉄に到達するまで次第に重い元素の層を構築します。鉄を超えた元素の融合にはエネルギーを生成するのではなくエネルギーを投入する必要があり、核火災は消滅するため、星の外層が放射圧からの支援を受けずに崩壊し、超新星爆発を引き起こします。電子縮退圧力は、はるかに小さい星で発生するよりも大幅な崩壊を防ぐのに十分ではありません。崩壊する星の質量によると、これは中性子星の形成をもたらすでしょう。これは、直径約6マイルの信じられないほどの密度の巨大な原子核のようなものですが、私たちのいくつかの太陽に相当する質量を含みます。または、さらに崩壊して、物質が科学で完全には理解されていない状態になるブラックホール特異点を形成します。ちなみに太陽は直径86万マイルです。


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これはまったく問題に対処していません。
ロブジェフリーズ

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これらの超新星残骸が持っている巨大な重力場のために、物質は崩壊したままです。それは明白だと思っていました。
Michael Walsby
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