Почему материя остается разрушенной в ядре после взрыва сверхновой?

После взрыва сверхновой звезда может превратиться в белого карлика, нейтронную звезду, черную дыру или просто звездную пыль и остатки газа.

За исключением последнего случая, почему и как ядро ​​звезды остается разрушенным после такого события, когда вещество взрывается и рассеивается в космосе?

Для того, чтобы «взорвать что-то», вам нужно выпустить больше энергии, чем его энергии связи, и иметь способ уловить эту энергию, чтобы она не могла сбежать другим способом.

В центре сверхновой коллапса ядра находится радиус 10 км, шарик (почти) нейтронов. Его гравитационная энергия связи составляет Дж.$1.4 M_{\odot}$$\sim GM^2/R = 5\times 10^{46}$

Это почти точно то, сколько энергии высвобождается при распаде ядра от гораздо большего размера (т.е. энергия сверхновой с самого начала гравитационная), и поскольку часть этой энергии идет на диссоциацию ядер железа и образование нейтронов (оба являются эндотермическими) процессы) и большинство остальных уходит в виде нейтрино, тогда не может быть достаточно энергии, чтобы развязать ядро. Только незначительная часть (1%) эта энергия передается конверту оригинальной звезды, так как он имеет гораздо больший радиус (по крайней мере , 5 порядков), является достаточно , чтобы преодолеть свою гравитационную энергию связи и взорвать его в космос.

Случай со сверхновой типа Ia (взрывающийся белый карлик) совершенно другой. Здесь источником энергии является не гравитационный коллапс, а термоядерная детонация всего углерода и кислорода, составляющих белого карлика, с образованием железных пиковых элементов. Этот экзотермический процесс быстро высвобождает достаточно энергии, чтобы развязать исходную звезду (например, см. Здесь ), и она полностью разрушается.

Чего не хватает в приведенных выше объяснениях, так это того, что на самом деле происходит, что вызывает любой взрыв.

Я собираюсь украсть из xkcd, чтобы помочь с этим:

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

А вот статья из Института Макса Планка, в которой подробно рассказывается о природе аспекта нейтрино:

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

В конечном счете, когда звезда находится в умирающих моментах, она начинает испускать нейтрино. Много нейтрино ... с большим количеством энергии. Теперь, я уверен, вы думаете, «что бы это сделать ... они ничего не весят». Но это буквально похоже на погребение на футбольном стадионе с муравьями ... так много нейтрино упаковывают столько энергии, что они буквально заставляют внешнее вещество звезды вылетать наружу с достаточно большой энергией, чтобы унести ее от гравитации хорошо из оставшегося вопроса.

Ах ... но как же осталось дело? Поскольку вблизи центра гравитационная яма является самой глубокой, а также вблизи центра любая частица (ядро / нейтрон) бомбардируется нейтрино примерно одинаково во всех направлениях ... поэтому суммарный импульс эффективно сводится к нулю. Некоторая часть материи немного сдвинута ... но хорошо возвращается в глубокую гравитацию.

Я уверен, что это было бы зрелище, чтобы созерцать ... в течение этого короткого момента, прежде чем вы испарились нейтрино (и вся другая энергия), по крайней мере.

Нашел ответ на сайте НАСА

Коллапс происходит так быстро, что он создает огромные ударные волны, которые вызывают взрыв внешней части звезды!

Это означает, что ядро ​​как-то переживает взрыв

После взрыва сверхновой событие может оставить компактный объект в виде нейтронной звезды или черной дыры. Объект все еще может нарастать материалы, такие как откат назад или его спутник. Если объект является нейтронной звездой, он может в дальнейшем разрушиться в черную дыру.

Обратите внимание, что массивные звезды в диапазоне масс Солнца 50-150 могут взорваться в конце сверхновой, не оставляя ядра вообще из-за того, что называется «парная неустойчивость».

В звезде есть две противоборствующие силы, которые обычно уравновешивают друг друга. Гравитация - это сила, которая вызывает коллапс, в то время как радиационное давление от реакций синтеза внутри препятствует тенденции к коллапсу. Маленькие солнечные звезды, когда они израсходуют большую часть своего водородного топлива, начнут «сжигать» гелий и станут красными гигантами. Когда гелий иссякнет, они оторвутся от своих внешних слоев в новой и разрушатся, чтобы сформировать белого карлика размером с Землю. Эти белые карлики удивительно плотные и тяжелые, потому что большая часть массы оригинальной звезды была сжата в сравнительно небольшой объем. Дальнейшему коллапсу противостоит сила, называемая давлением вырождения электронов.

Звезды, намного большие Солнца, будут продолжать плавить элементы за пределами гелия, создавая слои последовательно более тяжелых элементов, пока они не достигнут железа. Слияние элементов за пределами железа требует ввода энергии, а не производства какой-либо энергии, и ядерные пожары исчезают, так что лишенные поддержки от радиационного давления внешние слои звезды разрушаются, вызывая взрыв сверхновой. Давления электронного вырождения недостаточно для предотвращения более резкого коллапса, чем это происходит с гораздо меньшими звездами. Согласно массе коллапсирующей звезды, это либо приведет к образованию нейтронной звезды, которая подобна гигантскому атомному ядру с невероятной плотностью около 6 миль в поперечнике, но содержит массу, эквивалентную нескольким нашим солнцам, или он будет разрушаться дальше, образуя особую черную дыру, в которой материя входит в состояние, не полностью понятное наукой. Наше Солнце, кстати, имеет диаметр 860 000 миль.