แบบจำลองที่เป็นที่ยอมรับ ของ มหานวดาราประเภท 1เอ

สเปกตรัมของ SN1998aq มหานวดาราประเภท 1เอ หนึ่งวันหลังจากปริมาณแสงมากที่สุดในแถบบี[6]

มหานวดาราประเภท 1เอ เป็นประเภทย่อยตามการจัดประเภทมหานวดาราแบบมินคอฟสกี-ชวิกกี ซึ่งคิดค้นขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน รูดอล์ฟ มินคอฟสกีและฟริตซ์ ชวิกกี[7] มหานวดาราประเภทนี้เกิดขึ้นได้จากหลายวิธี แต่ก็มีกลไกพื้นฐานร่วมกันอยู่ส่วนหนึ่ง เมื่อดาวแคระขาวคาร์บอน-ออกซิเจนซึ่งหมุนรอบตัวเองอย่างช้า ๆ[2] พอกพูนมวลสารจากดาวคู่ของมัน มันไม่สามารถเพิ่มมวลจนเกินขีดจำกัดจันทรสิกขาที่ราว 1.38 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ได้ หากเกินกว่านั้น มันจะไม่สามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองโดยอาศัยแรงดันสภาพซ้อนสถานะของอิเล็กตรอนได้[8] และจะเริ่มยุบตัวลง หากไม่เกิดกระบวนการชดเชยแรง ดาวแคระขาวจะยุบตัวลงกลายไปเป็นดาวนิวตรอน[9] ดังเช่นที่เกิดขึ้นทั่วไปกับดาวแคระขาวซึ่งมีส่วนประกอบของแมกนีเซียม นีออน และออกซิเจนเป็นหลัก[10]

อย่างไรก็ตาม มุมมองปัจจุบันในหมู่นักดาราศาสตร์ผู้ออกแบบแบบจำลองการระเบิดมหานวดาราประเภท 1เอ คือ ขีดจำกัดนี้ไม่สามารถบรรลุได้เลยในความเป็นจริง ดังนั้น การยุบตัวจึงไม่เคยเกิดขึ้น ทว่ากลับเกิดแรงดันและความหนาแน่นเพิ่มขึ้นแทน อันเนื่องมาจากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นทำให้อุณหภูมิที่แกนกลางเพิ่มสูงขึ้น[3] และเมื่อดาวแคระขาวเข้าใกล้ราว 1% ของขีดจำกัด[11] จะทำให้เกิดช่วงการพาความร้อน ซึ่งกินเวลาอย่างน้อย 1,000 ปี[12] ในบางจุดของระยะคุกรุ่นนี้ การเผาไหม้เองก็จะเกิดขึ้น โดยได้รับพลังงานจากการฟิวชั่นคาร์บอน รายละเอียดของการจุดระเบิดยังคงไม่เป็นที่ทราบกัน รวมไปถึงตำแหน่งและจำนวนของจุดที่เริ่มมีไฟเกิดขึ้น[13] การฟิวชั่นออกซิเจนเริ่มต้นขึ้นไม่นานหลังจากนั้น แต่เชื้อเพลิงนี้ไม่ถูกเผาผลาญโดยสมบูรณ์เท่ากับคาร์บอน[14]

เมื่อการฟิวชั่นเริ่มต้นขึ้น อุณหภูมิของดาวแคระขาวจะเริ่มสูงขึ้น ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักซึ่งมีแรงดันความร้อนจะขยายตัวและเย็นตัวลงเพื่อชดเชยและปรับสมดุลกับพลังงานความร้อนที่เพิ่มสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม แรงดันที่เสื่อมลงจะไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดาวแคระขาวไม่สามารถควบคุมกระบวนการเผาไหม้เหมือนกับดาวฤกษ์ทั่วไป และไม่มั่นคงต่อปฏิกิริยาฟิวชั่นเฉียบพลันได้ ไฟจะถูกเร่งให้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นส่วนที่เกิดขึ้นจากความไม่เสถียรเรย์ลี-เทย์เลอร์ และปฏิกิริยากับความปั่นป่วน ปัจจุบันนี้ ยังคงเป็นที่โต้เถียงกันว่าไฟดังกล่าวเปลี่ยนไปเป็นการระเบิดเหนือเสียง (detonation) จากการเผาไหม้ใต้เสียง (deflagration) หรือไม่[12][15]

หากไม่สนใจรายละเอียดที่ชัดเจนของการเผาไหม้นิวเคลียร์ ก็เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเศษชิ้นส่วนจำนวนมากของคาร์บอนและออกซิเจนในดาวแคระขาวจะถูกเผาไหม้กลายเป็นธาตุที่หนักกว่าภายในระยะเวลาไม่กี่วินาที[14] ทำให้อุณหภูมิภายในดาวเพิ่มขึ้นไปถึงหลายพันล้านองศา พลังงานที่ถูกปลดปล่อยจากการเผาไหม้นิวเคลียร์ความร้อน (1-2 × 1044 จูล)[4] นี้มากเกินพอที่จะสลายพลังงานยึดเหนี่ยวโน้มถ่วงของดาว ซึ่งก็คือ อนุภาคทั้งหมดซึ่งประกอบขึ้นเป็นดาวแคระขาวจะมีพลังงานจลน์มากพอที่จะเคลื่อนที่หนีออกจากกัน ดาวจะระเบิดอย่างรุนแรงและปลดปล่อยคลื่นกระแทกซึ่งมีความเร็วระหว่าง 5-20,000 กิโลเมตรต่อวินาที หรือราว 3% ของความเร็วแสง พลังงานที่ถูกปลดปล่อยออกมาในการระเบิดจะทำให้ความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความส่องสว่างสัมบูรณ์ที่มองเห็นได้ของมหานวดาราประเภท 1เอ อยู่ที่ Mv = -19.3 (สว่างกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 5 พันล้านเท่า) โดยมีความแปรปรวนเล็กน้อย[12] ซากมหานวดาราจะอยู่กับดาวคู่ของมันหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของมวลที่ถูกดีดออกมา

ทฤษฎีของมหานวดาราประเภทนี้คล้ายคลึงกับทฤษฎีของโนวา เพียงแต่ดาวแคระขาวจะพอกพูนสสารช้ากว่ามากและไม่ถึงขีดจำกัดจันทรสิกขา ในกรณีของโนวา สสารที่ถูกดึงดูดเข้ามาด้วยแรงโน้มถ่วงจะก่อให้เกิดฟิวชั่นไฮโดรเจนการระเบิดที่พื้นผิวซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อดาวแคระขาว[12] มหานวดาราประเภทนี้แตกต่างจากมหานวดาราประเภทแกนสลาย ซึ่งเกิดขึ้นจากการระเบิดอย่างรุนแรงของพื้นผิวชั้นนอกของดาวมวลมากเมื่อแกนของมันเกิดการระเบิด[16]

ใกล้เคียง

แหล่งที่มา

WikiPedia: มหานวดาราประเภท 1เอ http://cosmos.swin.edu.au/entries/typeiasupernovap... http://cosmos.swin.edu.au/entries/typeibsupernovas... http://space.newscientist.com/article/dn10114 http://space.newscientist.com/article/dn10883-brig... http://www.spaceflightnow.com/news/n0308/06superno... http://adsabs.harvard.edu/abs/1939PNAS...25..118W http://adsabs.harvard.edu/abs/1976IAUS...73...75P http://adsabs.harvard.edu/abs/1979ApJ...232..404C http://adsabs.harvard.edu/abs/1987ApJ...323..140L http://adsabs.harvard.edu/abs/1992AJ....103.1788V