Quando una stella massiccia raggiunge la fine della sua vita, può esplodere come una supernova. Quanto velocemente avviene questo processo?
Il nostro Sole morirà di una lenta triste morte, tra miliardi di anni da quando finirà il magico sunjuice. Certo, sarà un gigante rosso drammatico per un po ', ma poi si sistemerà come una nana bianca. Costruisci una staccionata, rilassati sotto il portico con una rinfrescante limonata di sunjuice. Andando lentamente alla deriva nei suoi anni crepuscolari e lentamente raffreddandosi fino a quando non diventa la temperatura di fondo dell'Universo.
Se il nostro Sole avesse meno massa, subirebbe un destino ancora più lento. Quindi, non sorprende che, se avesse più massa, morirebbe più rapidamente. In effetti, le stelle con più volte la massa del nostro Sole moriranno come una supernova, esplodendo in un istante. Spesso parliamo di cose che occorrono miliardi di anni per accadere nella Guida allo spazio. E che dire di una supernova? Qualche ipotesi su quanto velocemente succede?
Esistono in realtà diversi tipi di supernove là fuori, e hanno meccanismi diversi e durate diverse. Ma mi concentrerò su una supernova di collasso centrale, il "normale senza piombo" delle supernovae. Le stelle tra 8 e circa 50 volte la massa del Sole esauriscono rapidamente l'idrogeno nei loro nuclei, in pochi milioni di anni.
Proprio come il nostro Sole, convertono l'idrogeno in elio attraverso la fusione, rilasciando un'enorme quantità di energia che spinge contro la gravità della stella cercando di collassare su se stessa. Una volta che la stella massiccia esaurisce l'idrogeno nel suo nucleo, passa all'elio, quindi al carbonio, quindi al neon, fino alla tavola periodica degli elementi fino a raggiungere il ferro. Il problema è che il ferro non produce energia attraverso il processo di fusione, quindi non c'è nulla che trattiene la massa della stella dal collasso verso l'interno.
... e boom, supernova.
I bordi esterni del nucleo collassano verso l'interno a 70.000 metri al secondo, circa il 23% della velocità della luce. In appena un quarto di secondo, il materiale in caduta libera rimbalza sul nucleo di ferro della stella, creando un'onda d'urto di materia che si propaga verso l'esterno. Questa onda d'urto può richiedere un paio d'ore per raggiungere la superficie.
Mentre l'onda attraversa, crea nuovi elementi esotici che la stella originale non potrebbe mai formare nel suo nucleo. Ed è qui che diventiamo tutti ricchi. Tutto l'oro, l'argento, il platino, l'uranio e qualsiasi cosa superiore al ferro sulla tavola periodica degli elementi vengono creati qui. Una supernova impiegherà quindi alcuni mesi per raggiungere il suo punto più luminoso, producendo potenzialmente quanta più energia del resto della sua galassia combinata.
Supernova 1987A, intitolata per commemorare l'induzione della prima donna nella Hall of Fame del Rock and Roll, l'incredibile Aretha Franklin. Beh, in realtà, non è vero, è stata la prima supernova che abbiamo visto nel 1987. Ma dovremmo davvero dare il nome alle supernovae con cose del genere. Tuttavia, 1987A andò via relativamente vicino e impiegò 85 giorni per raggiungere la sua massima luminosità. In lento declino nei prossimi 2 anni. Potenti telescopi come il telescopio spaziale Hubble possono ancora vedere l'onda d'urto espandersi nello spazio, decenni dopo.
La nostra supernova di collasso del nucleo “dal sapore regolare” è solo un tipo di stella che esplode. Le supernovae di tipo 1a vengono create quando una stella nana bianca succhia materiale da un partner binario come un gigantesco gemello parassita, fino a raggiungere 1,4 volte la massa del Sole, e quindi esplode. In pochi giorni, queste supernovae raggiungono il picco e si sbiadiscono molto più rapidamente rispetto ai nostri amici principali del collasso.
Quindi, quanto tempo impiega una supernova per esplodere? Pochi milioni di anni prima che la stella morisse, meno di un quarto di secondo perché il suo nucleo collassasse, poche ore perché l'onda d'urto raggiungesse la superficie della stella, pochi mesi per illuminarsi e poi solo pochi anni per svanire lontano.
Quale stella vorresti esplodere? Dicci nei commenti qui sotto.
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