Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

4   Nestanak masivnih zvezda

4.1 Kolaps gvozdenog jezgra

Kada se prvi put u jezgru pojavi gvožđe, masivna zvezda je 'upala' u nevolju. Sagorevanje gvožđa i nastanak nekog težeg elementa je nemoguće pa se gvožđe sve više gomila u centru zvezde. Atomi gvožđa u sagorenom jezgru potpuno su oljušteni. Nema tog atoma koji je u stanju da netaknut preživi ekstremne pritiske i temperature koji tamo vladaju. Jezgro zvezde se sastoji od atomskih jezgara koja plivaju u moru elektrona. Ljuska u kojoj sagoreva silicijum polako se udaljava od centra, a iza nje ostaje sve više i više jezgara gvožđa i elektrona.

Gvožđe gasi zvezdane vatre i ravnoteža između pritiska usijanog gasa i gravitacije biva narušena. Gravitacija je opet pobedila. Bez obzira što je temperatura u gvozdenom jezgru dostigla nekoliko milijardi stepeni ogromni gravitacioni pritisak najavljuje katastrofalni kraj u skoroj budućnosti.

Kako silicijum sagoreva u jezgru se sakuplja sve više i više gvožđa i ono postaje sve masivnije. U jednom trenutku masa jezgra postaje veća od Čandrasekarove granice (1,4 solarne mase). Tada težina spoljašnjih slojeva ostaje veća od unutrašnjeg pritiska. Iznenada čitavo jezgro implodira (urušava se).

Dalje fuzione reakcije gvožđa nisu moguće i jezgro ostaje bez izvora toplote. Ovo podstiče dalje sažimanje jezgra. Usled kontrakcije temperatura nastavlja da raste. Kad temperatura jezgra dostigne 8 milijardi stepeni jezgra gvožđa počinju da apsorbuju gravitacionu energiju uslobođenu usled kolapsa. Ova energija dovodi do razbijanja gvožđa na 'sastavne delove', tj. na jezgra helijuma, protone i neutrone, u procesu koji se naziva fotodisintegracija. Usled apsorpcije energije jezgro se brzo hladi. Unutrašnji pritisak naglo opada i omogućava katastrofalno sažimanje jezgra. Brzinom slobodnog pada, u gravitacionom polju zvezde, za vreme od oko jedne sekunde unutrašnji slojevi zvezde sažmu se oko sto hiljada puta. Kolaps jezgra razara ono što je stvarano milijardama godina.

U ovom stadijumu jezgro se sastoji isključivo od elementarnih čestica: elektrona, protona, neutrona i fotona. Gustina je ekstremno velika, ali ono se sve više smanjuje dok gustina nastavlja da raste. Protoni i elektroni počinju međusobno da se sudaraju i pri tim sudarima nastaju neutroni i neutrini:

Ovaj proces se ponekad naziva neutronizacija jezgra. Neutrini su vrsta čestica koja vrlo slabo interaguje sa materijom i bez obzira što je gustina u jezgru dostigla 1012kg/m3 većina neutrina prolazi kroz jezgro kao da ono uopšte ne postoji. Neutrini odlaze u okolni prostor noseći deo energije.

Nedostatak elektrona i odlazak neutrina situaciju čine još lošijom za stabilnost jezgra. Više ne postoji ništa što bi zaustavilo kolaps dok neutroni ne budu toliko gusto raspoređeni da se bukvalno dodiruju, u tom trenutku gustina jezgra iznosi 1015kg/m3. U jezgru masivnih zvezda koje se skuplja neutroni igraju istu ulogu koju su imali elektroni u jezgrima belih patuljaka. Kada su daleko jedni od drugih neutroni se vrlo malo suprotstavljaju sabijanju jezgra ali kada se nalaze sasvim blizu njihov otpor je ogroman. Ovaj tzv. pritisak degenerisanih neutrona usporava kolaps zvezde. Do trenutka dok kolaps ne bude potpuno zaustavljen gustina će se popeti do 1017 ili 1018kg/m3.

Materija koja pada ka jezgru, zbog prestanka dalje kontrakcije biva naglo zaustavljena. Nastaje udarni talas koji se, jezgra ka spoljašnjim slojevima, širi brzinom od nekoliko desetina hiljada kilometara u sekundi. Zvezda eksplodira a njeni spoljašnji slojevi bivaju odbačeni u okolni prostor.

Ovo se dešava iznenada, a energija koja se oslobađa tokom nekoliko kratkih trenutaka kolapsa jezgra, iste je veličine kao ukupna energija svetlosti koju je zvezda izračila tokom svog celog života. Ali, umesto da milijardama godina otiče polako iz zvezde kao svetlost, ova iznenadna bujica energije izliva se iz zvezde za samo nekoliko časova.

Udarni talas se probija iz jezgra koje je eksplodiralo. Još uvek nije potpuno jasno kako se ovaj talas kreće ka površini i razara čitavu zvezdu, ali rezultat je očigledan. Čitava zvezda eksplodira, njen sjaj se naglo pojačava. Tokom nekoliko dana ona može sijati jače od cele galaksije u kojoj je živela. Ova spektakularna smrt zvezde naziva se supernova.

Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

Nastvak u sledećem broju

(jun 2003.)