Всесвіт

Вмираючі білі карлики можуть вибухати, як ядерні бомби

У надрах відгорівших зірок може накопичуватися свого роду урановий сніг. Через нього мертві світила можуть вибухати подібно атомним бомбам, вважають астрофізики зі США.

Білі карлики – це тьмяні, зникаючі ядра мертвих зірок розміром з Землю. Вони залишаються після того, як зірки середнього розміру вичерпали паливо і скинули зовнішні шари. До речі, Сонце одного разу стане білим карликом, як 90% зірок в Чумацькому Шляху.

Вони складаються з «попелу» термоядерних реакцій, що відбувалися в зірці: кисню, вуглецю, неону і так далі. В умовах, що існують в надрах білого карлика, ці елементи не можуть вступити в нові термоядерні реакції. Тому все, що залишається такому світилу, – повільно остигати.

Правда, все зміниться, якщо білий карлик істотно наростить масу. Він може зробити це за наявності близького супутника. Якщо цей компаньйон – звичайна зірка, то білий карлик буде висмоктувати з неї матерію своєю гравітацією. Якщо ж це другий білий карлик, то два тіла рано чи пізно зіткнуться і об’єднаються.

Якщо білий карлик додасть у вазі першим або другим шляхом і його маса перевищить певну межу, його чекає термоядерний вибух. Він рознесе колишню зірку в пил. Астрономам називають такі події спалахами наднових типу Ia.

Попередні дослідження припускали, що все це можливо тільки в тому випадку, якщо у білого карлика є близька зірка-супутник. В іншому випадку йому не загрожує нічого, крім поступового охолодження.

Тепер вчені запропонували новий спосіб виникнення наднових типу Ia.

За розрахунками астрономів, іноді й одиночний білий карлик може обійтися і без компаньйона, щоб вибухнути. Судячи з усього, у міру охолодження білого карлика речовина в ньому з газу приймає кристалічну форму. І, хоча температура все ще вимірюється мільйонами градусів, вона вже не може протистояти величезному тиску в центрі колишньої зірки. У підсумку першими тверднуть найважчі елементи, такі як уран.

Вмираючі білі карлики можуть вибухати, як ядерні бомби
Комп’ютерне моделювання показує кристал урану (помаранчевий), що утворюється в рідини з ядер вуглецю і кисню (білий). (Зображення надано: CJ Horowitz і ME Caplan)

У відсотковому відношенні зміст таких елементів в білому карлику дуже мало. Але, коли весь уран колишньої зірки кристалізується і під дією гравітації збирається в її центрі, ситуація змінюється. Автори нового дослідження розрахували, що в деяких умовах при цьому може утворитися критична маса урану. Тоді відбудеться ядерний вибух, подібний до тих, що зустрічається на Землі.

Саме кристалізація урану служить спусковим гачком для термоядерних реакцій.

Все трапиться як у виготовлених людиною водневих бомбах, де невеликий ядерний заряд служить детонатором термоядерного вибуху. Такий же процес в білому карлику – це і є найновіша типу Ia.

Автори дослідження відзначають, що поки їх розрахунки залишаються гіпотетичними і вимагають перевірки.

Натхнення: hightech.fm

Back to top button