Номер 3, страница 200 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Что называют «сверхновой» звездой?

3. «Сверхновая» — это явление, в ходе которого звезда резко увеличивает свою светимость в миллиарды раз, а затем постепенно затухает. По своей сути, это колоссальный взрыв, завершающий жизненный цикл некоторых типов звёзд. Различают два основных типа сверхновых, основанных на механизме взрыва.

Коллапс ядра массивной звезды (Сверхновые II, Ib, Ic типов)
Этот тип взрыва происходит со звёздами, чья начальная масса значительно превышает массу Солнца (более 8–10 солнечных масс). Жизнь такой звезды — это постоянная борьба между силой гравитации, стремящейся сжать звезду, и давлением, создаваемым термоядерными реакциями в её ядре.

В ядре последовательно выгорают водород, гелий и другие элементы, образуя всё более тяжёлые ядра вплоть до железа. Синтез железа уже не выделяет, а поглощает энергию. Когда в центре звезды формируется массивное железное ядро, термоядерный «котёл» гаснет. Гравитация мгновенно побеждает, и ядро начинает катастрофически сжиматься (коллапсировать).

Коллапс останавливается только тогда, когда плотность вещества в ядре достигает ядерной плотности. При этом происходит отскок, порождающий мощнейшую ударную волну. Эта волна, распространяясь наружу, срывает и выбрасывает в космос внешние слои звезды с огромной скоростью. На месте взорвавшейся звезды остаётся сверхплотный объект — нейтронная звезда или, в случае очень массивных звёзд, чёрная дыра.

Термоядерный взрыв белого карлика (Сверхновые Ia типа)
Данный сценарий реализуется в тесных двойных системах, где одна из компонент — это белый карлик (остаток эволюции звезды типа Солнца), а вторая — обычная звезда (например, красный гигант).

Белый карлик своей мощной гравитацией перетягивает на себя вещество со звезды-компаньона. Этот процесс называется аккрецией. По мере аккреции масса белого карлика растёт и может достигнуть критического предела, известного как предел Чандрасекара, который составляет примерно 1.4 массы Солнца ($1.4 M_☉$).

При достижении этой критической массы давление и температура в центре белого карлика становятся настолько высокими, что запускается взрывная, неконтролируемая реакция термоядерного горения углерода и кислорода. В отличие от первого типа, здесь взрывается вся звезда целиком. В результате этого термоядерного взрыва белый карлик полностью уничтожается, разлетаясь в пространстве и не оставляя после себя компактного остатка.

Взрывы сверхновых играют ключевую роль в эволюции Вселенной. Они являются основным источником всех химических элементов тяжелее железа (например, золота, платины, урана). Выброшенное вещество обогащает межзвёздную среду, и из него впоследствии формируются новые поколения звёзд и планетных систем, включая нашу.

Ответ: «Сверхновая» — это явление катастрофического взрыва звезды, которое приводит к кратковременному, но колоссальному увеличению её яркости. Существует два основных пути: коллапс ядра массивной звезды (массой более 8 масс Солнца) с образованием нейтронной звезды или чёрной дыры, либо термоядерный взрыв белого карлика в двойной системе, когда его масса превышает предел Чандрасекара, приводящий к полному уничтожению звезды.