Khoa học vũ trụ

Siêu tân tinh: Vụ nổ thảm khốc của những ngôi sao khổng lồ

Các vụ nổ Siêu tân tinh là gì?

Siêu tân tinh là những thứ hủy diệt nhất có thể xảy ra với những ngôi sao có khối lượng nặng hơn Mặt trời. Khi những vụ nổ thảm khốc này xảy ra, chúng giải phóng đủ ánh sáng để làm khuất thiên hà nơi ngôi sao tồn tại. Đó là rất nhiều năng lượng được giải phóng dưới dạng ánh sáng khả kiến ​​và các bức xạ khác, thậm chí  có thể thổi bay cả một ngôi sao khác!

Có hai loại siêu tân tinh được biết đến. Mỗi loại có đặc điểm riêng của nó. Chúng ta hãy xem siêu tân tinh là gì và chúng xuất hiện như thế nào trong thiên hà.

Siêu tân tinh loại I

Để hiểu một siêu tân tinh, điều quan trọng là phải biết một vài điều về các ngôi sao. Các thiên thể này dành phần lớn cuộc đời của nó để trải qua một giai đoạn hoạt động được gọi là “chuỗi chính”: bắt đầu khi phản ứng tổng hợp hạt nhân bốc cháy trong lõi sao và kết thúc khi ngôi sao đã cạn kiệt hydro cần thiết. Lúc này nó bắt đầu hợp nhất các nguyên tố nặng hơn.

Khi một ngôi sao đã đi đến hồi kết của cuộc đời, khối lượng của nó sẽ xác định điều gì xảy ra tiếp theo. Đối với siêu tân tinh loại I, xuất hiện trong các hệ sao nhị phân, các ngôi sao có khối lượng gấp khoảng 1,4 lần Mặt trời của chúng ta trải qua nhiều giai đoạn.

Chúng chuyển từ nung chảy hydro sang nung chảy heli. Vào thời điểm đó, lõi của ngôi sao không ở nhiệt độ đủ cao để nung chảy carbon và do đó, nó bước vào giai đoạn siêu khổng lồ đỏ.

Lớp vỏ ngoài của ngôi sao từ từ tan vào môi trường xung quanh và để lại một sao lùn trắng (chính là lõi carbon/oxy còn sót lại của ngôi sao ban đầu) ở trung tâm.

Về cơ bản, sao lùn trắng có lực hấp dẫn mạnh mẽ thu hút vật chất từ môi trường xung quanh, tập hợp thành một một đĩa xung quanh sao lùn trắng, được gọi là đĩa bồi tụ. Khi vật liệu tích tụ, nó rơi xuống lõi ngôi sao. Điều đó làm tăng khối lượng của sao lùn trắng.

Cuối cùng, khi khối lượng tăng lên khoảng 1,38 lần khối lượng Mặt trời, ngôi sao phát nổ, toả ra nguồn năng lương dữ dội được gọi là siêu tân tinh loại I.

Siêu tân tinh loại II

Không giống như siêu tân tinh loại I, siêu tân tinh loại II xảy ra với những ngôi sao rất lớn, gấp nhiều lần khối lượng Mặt trời. Khi một trong những ngôi sao khổng lồ này đi đến cuối cuộc đời, mọi thứ sẽ diễn ra nhanh chóng.

Trong khi các ngôi sao như Mặt trời của chúng ta sẽ không có đủ năng lượng trong lõi để duy trì quá trình tổng hợp carbon ở lõi, thì các ngôi sao lớn hơn (gấp tám lần khối lượng Mặt trời) cuối cùng sẽ hợp nhất các nguyên tố lên phần lõi sắt.  Phản ứng tổng hợp sắt cần nhiều năng lượng hơn những gì ngôi sao còn lại, từ đó dẫn đến một kết cục thảm khốc.

Một khi quá trình hợp hạch ngừng hoạt động trong lõi, lõi sẽ co lại do lực hấp dẫn lớn và phần bên ngoài của ngôi sao “rơi” vào lõi và bật lại, từ đây tạo ra vụ nổ lớn – chính là Siêu tân tinh loại II. Tùy thuộc vào khối lượng của lõi, nó sẽ trở thành sao neutron hoặc lỗ đen.

Nếu khối lượng của lõi nằm trong khoảng từ 1,4 đến 3,0 lần khối lượng của Mặt trời, lõi sẽ trở thành một ngôi sao neutron. Đây chỉ đơn giản là một quả bóng chứa hạt neutron lớn, được nén rất chặt với nhau bởi trọng lực.

Vụ nổ Siêu tân tinh khai sinh ra hố đen

Nếu khối lượng của lõi sao sắp chết lớn hơn ba đến năm lần khối lượng Mặt trời, thì lõi đó sẽ không thể chịu được trọng lực của chính nó và sẽ sụp đổ thành một lỗ đen. Quá trình này cũng sẽ tạo ra sóng xung kích đẩy vật chất vào môi trường xung quanh, tạo ra loại Siêu tân tinh giống như loại vụ nổ tạo ra một ngôi sao neutron.

Trong cả hai trường hợp, cho dù một ngôi sao neutron hay lỗ đen được tạo ra, lõi vẫn bị bỏ lại như một tàn dư của vụ nổ. Phần còn lại của ngôi sao được thổi vào không gian, gieo mầm cho sự hình thành các ngôi sao và hành tinh khác.

Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker