Номер 3, страница 393 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Что такое сверхновая звезда?

Сверхновая звезда — это явление, в ходе которого звезда резко увеличивает свою светимость в миллиарды раз, а затем следует относительно медленное затухание вспышки. Это не рождение новой звезды, а, наоборот, финальный, катастрофический этап эволюции некоторых типов звёзд, который сопровождается мощнейшим взрывом.

Существуют два основных механизма, приводящих к вспышке сверхновой:

1. Коллапс ядра (Сверхновые II, Ib, Ic типов)

Этот сценарий происходит с очень массивными звёздами, масса которых на конечной стадии эволюции превышает 8–10 масс Солнца. В ядре такой звезды в процессе термоядерного синтеза последовательно образуются всё более тяжёлые элементы. Когда в центре звезды формируется железное ядро, выработка энергии прекращается, так как синтез элементов тяжелее железа требует затрат энергии, а не её выделения. Внутреннее давление излучения больше не может противостоять гравитации, и ядро звезды стремительно сжимается (коллапсирует) под действием собственной тяжести. Этот коллапс останавливается лишь тогда, когда вещество достигает плотности атомного ядра. В этот момент формируется сверхплотный остаток — нейтронная звезда или (для самых массивных звёзд) чёрная дыра. Внешние слои звезды, падающие на это новообразованное плотное ядро, отражаются от него, создавая мощнейшую ударную волну. Эта волна распространяется наружу, разрывает звезду и выбрасывает её вещество в межзвёздное пространство.

2. Термоядерный взрыв (Сверхновые Ia типа)

Этот тип взрыва происходит в двойных звёздных системах, где одна из звёзд — белый карлик, а вторая — его компаньон (например, красный гигант). Белый карлик — это компактный и очень плотный остаток маломассивной звезды. Своей мощной гравитацией он перетягивает на себя вещество со звезды-компаньона. Когда масса белого карлика из-за этого процесса достигает критического предела, называемого пределом Чандрасекара (около $1.44$ массы Солнца), в его недрах запускается неуправляемая реакция термоядерного синтеза углерода и кислорода. Эта реакция охватывает весь карлик и приводит к его полному уничтожению в грандиозном взрыве.

Вспышки сверхновых играют ключевую роль в эволюции Вселенной. Во время взрыва синтезируются все тяжёлые химические элементы (такие как золото, серебро, уран), которые затем рассеиваются в межзвёздном пространстве. Из этого обогащённого вещества в дальнейшем формируются новые звёзды и планетные системы, включая нашу. После взрыва на его месте остаётся расширяющаяся газовая туманность (остаток сверхновой) и, в случае коллапса ядра, компактный объект — нейтронная звезда или чёрная дыра.

Ответ: Сверхновая звезда — это мощный и яркий взрыв, завершающий жизненный цикл массивной звезды или происходящий в результате термоядерной реакции на белом карлике в двойной системе. Это явление приводит к выбросу в космос огромного количества энергии и тяжёлых элементов, из которых формируются новые звёзды и планеты.