Номер 4, страница 151 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

4. Как происходит вспышка новой звезды?

Вспышка новой звезды — это не рождение совершенно новой звезды, а мощное и резкое увеличение яркости уже существующей, которое происходит в специфических условиях тесной двойной звёздной системы. Этот катаклизмический процесс включает в себя несколько ключевых этапов.

В основе явления лежит взаимодействие двух звёзд, вращающихся очень близко друг к другу. Один из компонентов системы — это белый карлик, чрезвычайно плотный и горячий остаток эволюции звезды типа Солнца. Второй компонент — это звезда-компаньон, как правило, красный гигант или звезда главной последовательности, чьи внешние слои простираются за пределы её гравитационной устойчивости.

Благодаря своей мощной гравитации белый карлик начинает "перетягивать" на себя вещество (в основном водород) из атмосферы звезды-компаньона. Этот процесс называется аккрецией. Захваченное вещество из-за вращения системы не падает сразу на поверхность карлика, а формирует вокруг него быстро вращающийся диск — аккреционный диск. Из этого диска материя постепенно по спирали оседает на поверхность белого карлика, образуя на ней накапливающийся слой.

По мере того как на поверхности белого карлика скапливается всё больше водорода, давление и температура в нижних частях этого слоя непрерывно растут. Ключевую роль играет то, что вещество на поверхности белого карлика находится в состоянии вырожденного газа. В таком состоянии давление определяется квантовыми эффектами и зависит от плотности, но почти не зависит от температуры. Это лишает газ способности к расширению и охлаждению при нагреве, которое в обычных звёздах служит естественным "термостатом".

Когда температура в основании накопленного слоя достигает критической отметки около $10^7$ Кельвинов, запускаются реакции термоядерного синтеза, в ходе которых водород начинает стремительно превращаться в гелий. Из-за вырожденного состояния газа начавшийся синтез не приводит к расширению и охлаждению, а наоборот, разогревает слой ещё сильнее. Это вызывает лавинообразное ускорение реакции, которое перерастает в термоядерный взрыв.

Взрыв охватывает всю поверхность белого карлика и за очень короткое время (от нескольких часов до нескольких дней) сжигает большую часть накопленного водорода. Высвобождается колоссальное количество энергии, из-за чего светимость системы резко возрастает в тысячи, а иногда и в миллионы раз. Это соответствует увеличению видимого блеска на 5–20 звёздных величин. Огромная энергия взрыва срывает и выбрасывает в межзвёздное пространство всю накопленную оболочку со скоростями в сотни и тысячи километров в секунду. Именно эту расширяющуюся туманность и колоссальное увеличение яркости мы и наблюдаем как вспышку "новой" звезды.

Важно, что сам белый карлик и его звезда-компаньон при этом не разрушаются (в отличие от вспышки сверхновой типа Ia, где белый карлик уничтожается). После того как взрывная волна уносит сгоревшую оболочку, система возвращается в исходное состояние, и процесс аккреции возобновляется. Это означает, что вспышки могут повторяться с определённой периодичностью (от десятков до десятков тысяч лет), поэтому такие объекты называют повторными новыми.

Ответ:
Вспышка новой звезды представляет собой термоядерный взрыв на поверхности белого карлика, который находится в тесной двойной системе. Белый карлик гравитационно перетягивает вещество (в основном водород) со звезды-компаньона. Это вещество накапливается на его поверхности в виде вырожденного газа. Когда масса, давление и температура накопленного слоя достигают критических значений, запускается неконтролируемая термоядерная реакция. Взрыв приводит к сбросу накопленной оболочки в космос и к резкому, но кратковременному увеличению светимости звезды в тысячи или миллионы раз.