Lodowcowe Pole
Nie czyńcie Prawdy groźną i złowrogą, Ani jej strójcie w hełmy i pancerze, Niech nie przeraża jej postać nikogo
82 obserwujących
545 notek
1348k odsłon
  4753   0

Raport o stanie Betelgezy

Betelgeza widziana przez maskę Bahtinowa. Zdjęcie: Alpejski
Betelgeza widziana przez maskę Bahtinowa. Zdjęcie: Alpejski

Gwiazda zaczyna pulsować, to znaczy po wyczerpywaniu się kolejnych składników paliwa w rdzeniu – wodoru, helu – rdzeń zaczyna się zapadać pod wpływem sił grawitacji. Jedyne, co może się temu przeciwstawić to ciśnienie promieniowania reakcji termojądrowej, ale aby kolejny element wszedł w taką reakcję potrzebne są jeszcze wyższe ciśnienia i temperatury. Rdzeń gwiazdy osiągnie odpowiednie ciśnienie oraz temperaturę zapadając się. Wedy następuje zapłon kolejnego cyklu spalania, ciśnienie promieniowania rośnie i zaczyna przeciwstawiać się siłom grawitacji, zatrzymując kolaps rdzenia – i tak cykl za cyklem.

Kiedy w centrum gwiazdy zaczyna się spalać węgiel, tworząc neon ciśnienie promieniowania jest ogromne. Ponieważ odległość zewnętrznych warstw od rdzenia jest bardzo duża, zewnętrzne warstwy zaczynają podlegać intensywnej konwekcji. Grawitacja malejąca w funkcji geometrycznej wraz z odległością od już bardzo gęstego i ciężkiego jądra, przy rozmiarach gwiazdy rzędu czerwonego olbrzyma, na jej obrzeżach jest stosunkowo niewielka. Gdyby taką gwiazdę umieścić w centrum Układu Słonecznego sięgałaby orbity Marsa. Przy narastającej konwekcji i tworzących się coraz większych komórkach konwekcyjnych powoduje to dalsze powiększanie się gwiazdy i rośnie ona do rozmiarów nadolbrzyma, czyli jej promień rośnie jeszcze znacząco. Gdyby takiego nadolbrzyma umieścić w centrum naszego Układu Słonecznego, gwiazda taka jak Betelgeza sięgałaby poza orbitę Jowisza!

Gwiazda zaczyna przypominać cebulę tworząc kolejne skorupki.

image

Model nadolbrzyma w kuchni Alpejskiego. Zdjęcie: Alpejski

I tak od zewnątrz w kierunku jądra mamy: resztki wodoru spalającego się do helu tworzącego kolejną warstwę. Potem hel spala się do węgla – kolejna warstwa – węgiel do neonu, neon do tlenu, tlen do krzemu. To uproszczony schemat pomijający inne wytwarzane pierwiastki, ale chodzi o etapy i uproszczenie modelu.

Co ciekawe każdy etap trwa coraz krócej.

Przypomnicie sobie, co napisałem powyżej. Po wyczerpaniu w jądrze helu gwiazda staje się nadolbrzymem i od tego czasu powinno minąć 100 000 lat do wielkiego BUM! No i z tych 100 000 lat prawie wszystkie lata zostaną poświęcone na ukończenie fazy tworzenia w jądrze węgla. Kiedy ten węgiel zacznie syntezę do neonu gwieździe na ukończenie tego etapu spalania wystarczy zaledwie kilka lat! Kiedy z tlenu zacznie produkować krzem zajmie to gwieździe najwyżej kilka miesięcy. No i kiedy z krzemu zacznie produkować żelazo zajmie jej to najwyżej dwa dni – tak dwa dni! Potem zapadające się jądro nie zostanie już powstrzymane przez kolejny podobny cykl i nastąpi eksplozja Supernowej.

image

Betelgeza 20.01.2020 zdjęcie panchromatyczne  i w bliskiej podczerwieni z uwypulkonym zakresem podczerwieni. Kolory nienaturalne. Zdjęcie: Alpejski


Zdaniem wielu fizyków droga fotonu z jądra nadolbrzyma do korony zajmuje mu wiele tysięcy lat. Tak więc nie da się obserwować w tym zakresie tego co dzieje się w jądrze. W przypadku naszego słońca foton wydostający się w przestrzeń kosmiczną zaczął swoją podróż w jądrze przed stu tysiącami lat. Jednak i tak te zaledwie kilka tysięcy lat podróży w przypadku Betelgezy sprawiają, że zanim, coś nas poinformuje o tym co dzieje się w jądrze, pozostanie już jedynie przysłowiowa musztarda po obiedzie, bo gwiazda wyleci w powietrze, a raczej w przestrzeń kosmiczną.

Czy są szybsze środki komunikacji z jądrem gwiazdy?

Tak to neutrina. Gwiazda przez całe życie produkuje ogromne ilości tych bardzo ciekawych cząstek. Mają one interesujące własności – przelatują przez najgęstszą materię i niemal jej nie zauważają z prędkością światła, unosząc ze sobą potrzebne informacje do tego, aby określić, co dzieje się z rdzeniem gwiazdy.

Tu powołam się na bardzo ciekawą i elegancką pracę polskich fizyków z Uniwersytetu Jagiellońskiego Andrzeja Odrzywołka, Marcina Misiaszka i Marka Kutschery.

Postulują oni, aby obserwować w detektorach neutrin specyficzną sygnaturę neutrin, sgnalizującą przekroczenie w procesach zachodzących w rdzeniu gwiazdy pewnej krytycznej wartości energii, pojawiającej się, kiedy gwiazda rozpoczyna syntezę krzemu i produkuje żelazo.

Te wysokoergetyczne neutrina pojawią się na kilkanaście do kilkudziesięciu godzin przed wybuchem, ale potwierdzenie teorii polskich naukowców byłoby ogromnym krokiem w stronę poznania procesów zachodzących we wnętrzach gwiazd i teorii na ich temat. Polacy napisali swoją pracę już dawno, jeśli Betelgeza wybuchnie to być może wcześniej uda się zaobserwować w takich maszynach jak Super Kamiokande strumień specyficznych „sygnaturowych” neutrin, a polska fizyka pokazałaby w pełni swoją doskonałą formę. Trzymam, zatem kciuki i mam nadzieję, że już gdzieś prowadzi się obserwacje nastawione na poszukiwanie neutronowego śladu odwrotnych rozpadów beta pod kątem obserwacji Betelgezy.

Lubię to! Skomentuj111 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie