Войти
Детонация углерода или Дефлаграция углерода является сильным повторным возгоранием термоядерного синтеза в белом карлике звезде, которая ранее медленно остывала. Он включает в себя убегающий термоядерный процесс, который распространяется через белый карлик за считанные секунды, создавая сверхновую типа Ia, которая выделяет огромное количество энергии, когда звезда разносится на части. Процесс детонации / дефлаграции углерода приводит к сверхновой по пути, отличному от более известной сверхновой типа II (коллапс ядра) (тип II вызван катастрофическим взрывом внешних слоев массивной звезды. когда его ядро схлопывается).
Белый карлик - это остаток звезды малого и среднего размера (наше солнце является примером этого). В конце своей жизни звезда сожгла свое водород и гелий топливо, и процессы термоядерного синтеза прекратились. Звезда не имеет достаточной массы, чтобы сжигать гораздо более тяжелые элементы или взрываться в нейтронную звезду или сверхновую типа II, как это может сделать более крупная звезда. сила собственной гравитации, поэтому он постепенно сжимается и становится очень плотным по мере охлаждения, светясь белым, а затем красным, в течение периода, во много раз превышающего нынешний возраст Вселенной.
Иногда белый карлик приобретает масса из другого источника - например, спутник двойной звезды, который находится достаточно близко, чтобы карликовая звезда перекачала на себя достаточное количество вещества; или столкновение с другими звездами, при этом откачиваемая материя была выброшена в процессе собственной поздней стадии звездной эволюции. Если белый карлик получит достаточно вещества, его внутреннее давление и температура вырастут настолько, что углерод - начнет сплавление в его ядре. Детонация углерода обычно происходит в точке, когда сросшееся вещество приближает массу белого карлика к пределу Чандрасекара примерно 1,4 солнечной массы. Это масса, при которой гравитация может преодолеть давление вырождения электронов, которое предотвратило коллапс звезды во время ее жизни. То же самое происходит, когда два белых карлика сливаются, и масса сформированного тела ниже предела Чандрасекара; если два белых карлика сольются и результат превысит предел, произойдет сверхновая типа Ia.
A звезда главной последовательности, поддерживаемая тепловым давлением, будет расширяться и охлаждаться, что автоматически уравновешивает увеличение тепловой энергии. Однако давление вырождения не зависит от температуры; белый карлик не может регулировать процесс слияния подобно нормальным звездам, поэтому он уязвим для реакции слияния.
В случае белого карлика возобновляющиеся реакции синтеза выделяют тепло, но внешнее давление, которое существует в звезде и поддерживает ее от дальнейшего коллапса, первоначально почти полностью связано с давлением вырождения, а не с процессами синтеза или теплом.. Следовательно, даже когда термоядерный синтез возобновляется, внешнее давление, которое является ключевым для теплового баланса звезды, не сильно увеличивается. Одним из результатов является то, что звезда не сильно расширяется, чтобы уравновесить процессы термоядерного синтеза и тепла с гравитацией и давлением электронов, как это произошло при сжигании водорода (пока не стало слишком поздно). Это увеличение тепловыделения без охлаждения за счет расширения резко повышает внутреннюю температуру, и, следовательно, скорость плавления также увеличивается чрезвычайно быстро, форма положительной обратной связи, известная как тепловой разгон.
Анализ такого процесса в 2004 году утверждает, что:
Пламя дефлаграции, горящее из центра белого карлика, оставляет за собой горячий и легкий обгоревший материал. Однако топливо перед ним холодное и плотное. Это приводит к стратификации плотности, обратной гравитационному полю звезды, которая поэтому нестабильна. Таким образом, частицы горящего материала образуются и поднимаются в топливо. На их стыках возникают сдвиговые потоки. Эти эффекты приводят к сильным завихрениям. Возникающие в результате турбулентные движения деформируют пламя и тем самым увеличивают его поверхность. Это увеличивает чистую скорость горения пламени и приводит к энергетическому взрыву.
Пламя резко ускоряется, отчасти из-за нестабильности Рэлея-Тейлора и взаимодействия с турбулентностью. Возобновление синтеза распространяется наружу серией неравномерных расширяющихся «пузырей» в соответствии с неустойчивостью Рэлея – Тейлора. В зоне плавления увеличение тепла при неизменном объеме приводит к экспоненциально быстрому увеличению скорости плавления - своего рода сверхкритическое событие, поскольку тепловое давление безгранично увеличивается. Поскольку гидростатическое равновесие невозможно в этой ситуации, возникает «термоядерное пламя» и взрывное извержение через поверхность карликовой звезды, которое полностью разрушает ее, и рассматривается как сверхновая Ia.
независимо от точные детали этого ядерного синтеза, общепринято считать, что значительная часть углерода и кислорода в белом карлике превращается в более тяжелые элементы в течение всего лишь нескольких секунд, повышая внутреннюю температуру до миллиардов градусов. Этого энерговыделения от термоядерного синтеза (1–2 × 10 Дж ) более чем достаточно, чтобы развязать звезду; то есть отдельные частицы, составляющие белый карлик, получают достаточно кинетической энергии, чтобы разлететься друг от друга. Звезда сильно взрывается и выпускает ударную волну, в которой материя обычно выбрасывается со скоростью порядка 5,000–20000 км / с, что составляет примерно 6% от скорости света. Энергия, выделяющаяся при взрыве, также вызывает резкое увеличение яркости. Типичная визуальная абсолютная звездная величина сверхновых типа Ia составляет M v = -19,3 (примерно в 5 миллиардов раз ярче Солнца) с небольшими вариациями. Этот процесс объема, поддерживаемого давлением вырождения электронов, а не тепловым давлением, постепенно достигающим условий, способных вызвать неуправляемый синтез, также обнаруживается в менее драматической форме в гелиевой вспышке в ядре достаточно массивного красный гигант звезда.
