Задание 2, страница 289 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Рассмотрите рисунок 290.

Поясните механизм взрыва белого карлика.

Рис. 290. Взрыв сверхновой звезды I типа

На рисунке 290 изображен механизм взрыва сверхновой звезды I типа, который происходит в двойной звездной системе. Этот процесс можно объяснить в несколько этапов.

1. Начальная система (Этапы 1 и 2):
Процесс начинается в тесной двойной системе, состоящей из белого карлика и звезды-компаньона. Белый карлик — это очень плотный и компактный остаток звезды, подобной Солнцу, после завершения её эволюции. Он состоит в основном из углерода и кислорода и удерживается от дальнейшего коллапса давлением вырожденного электронного газа. Звезда-компаньон может быть либо звездой главной последовательности, либо, что более вероятно, красным гигантом.

2. Передача материи (Этап 3):
Благодаря огромной гравитации белый карлик начинает перетягивать на себя вещество (в основном водород и гелий) из внешних слоев своей звезды-компаньона. Этот процесс называется аккрецией. Вещество, падая на белый карлик, образует вокруг него аккреционный диск, а затем оседает на его поверхность. В результате масса белого карлика начинает постепенно увеличиваться, он становится «растущим белым карликом».

3. Достижение критической массы и взрыв (Этап 4):
Существует предел максимальной массы для белого карлика, известный как предел Чандрасекара, который составляет примерно 1.44 массы Солнца ($ M \approx 1.44 M_☉ $). Пока масса белого карлика ниже этого предела, давление вырожденного газа успешно противостоит гравитации.

Однако по мере аккреции вещества масса белого карлика приближается к этому критическому значению. Когда предел Чандрасекара достигается, давление в ядре белого карлика становится настолько высоким, что оно больше не может сдерживать гравитационное сжатие. Резкое сжатие и повышение температуры в ядре запускают неуправляемую реакцию термоядерного синтеза — «горение» углерода и кислорода. В отличие от обычных звезд, вырожденное вещество не может расшириться и охладиться, поэтому реакция охватывает всё ядро за считаные секунды. Это приводит к колоссальному термоядерному взрыву, который полностью уничтожает белый карлик.

Ответ: Механизм взрыва белого карлика заключается в том, что, находясь в двойной системе, он перетягивает на себя вещество звезды-компаньона. Когда его масса в результате этого процесса достигает критического предела (предела Чандрасекара, около $1.44 M_☉$), в его недрах запускается неконтролируемая термоядерная реакция, приводящая к мощнейшему взрыву, полностью разрушающему звезду. Такое событие называется вспышкой сверхновой Iа типа.