¿Cómo escapan los elementos pesados ​​del núcleo de una supernova? La parte exterior de la estrella se explota, pero ¿no están todos los elementos pesados ​​en el núcleo?

La onda de choque se forma en el interior del núcleo en una supernova de colapso del núcleo.

Consideremos algunos números primero.

Describiré un mecanismo de choque rápido: el que todavía encuentro más plausible en general. Es mucho más simple hablar de eso.

Tiene un núcleo que consiste en gran parte de níquel-56 en el punto de colapso, con una masa de digamos 1.2-1.3 masas solares.

Cae de aproximadamente 3000 millas a 30 millas en medio segundo. No se detiene hasta que alcanza una densidad de materia nuclear infinita teórica para materia altamente asimétrica, muy rica en neutrones, ya que los protones ya se están convirtiendo en neutrones durante este colapso. La temperatura explota, probablemente llegando a 10 a 20 MeV. Los pares de positrones de electrones se crean copiosamente a estas temperaturas y se aniquilan, produciendo a veces neutrinos y antineutrinos, pero incluso estos quedan atrapados durante el colapso, debido a las enormes densidades, y solo se transportan lentamente desde el núcleo.

(Algunas personas, probablemente la mayoría, en realidad creen que el shock inmediato siempre se detiene convirtiéndose en un choque de acreción, y que las interacciones de neutrinos son las que finalmente reinician la onda de choque y explotan la estrella. Creo que esto sería una gran broma interpretada por “Dios “Si fuera cierto.)

Fuera de ese núcleo tiene el núcleo externo que consiste en conchas concéntricas que queman elementos más ligeros, al igual que la estructura de una cebolla. Mezclado hay algunos elementos más pesados, también, en una población que protagonizo.

Ahora, esta es la clave: todo el núcleo de níquel probablemente no se derrumba: tiene quizás una décima parte de una masa solar de hierro que no entra a una velocidad muy alta.

En el fondo del núcleo, pero cuanto menos profundo, mejor, se forma una onda de choque sobre el lugar donde la velocidad del colapso coincide con la velocidad del sonido en la materia del núcleo colapsando.

Esta onda de choque puede tener diez enemigos en energía total cuando comienza.

Por cada décima parte de una masa solar de materia central que atraviesa la onda de choque pierde aproximadamente un enemigo de energía.

Esto se debe a que, a medida que sale, debe disociar los núcleos de níquel en partículas alfa y el costo de la energía se conoce y es muy alto.

Si las cosas están bien, entonces la onda de choque sale del núcleo denso y una gran cantidad de neutrones lo acompañan: explota el núcleo externo, que consiste en níquel y las capas externas de núcleos de luz, y la atmósfera externa de la estrella que consiste en núcleos de luz completamente alejados ya que están en un radio grande.

Todo esto está en un radio grande no está profundamente unido gravitacionalmente y si la onda de choque sale del núcleo con aproximadamente 1 enemigo de energía, todo será expulsado fácilmente de la estrella.

Entonces obtienes un rendimiento de aproximadamente 0.1-0.2 masas solares de hierro y otros elementos pesados ​​de tal supernova, los elementos más pesados ​​se acumulan muy rápidamente por el flujo de neutrones que es completamente enorme, más grande que cualquier otro lugar del universo, desde el universo muy temprano. (El níquel-56 se descompone en cobalto y luego en hierro durante un período de meses, lo que hace que la supernova sea luz a largo plazo, la luz que eclipsa a toda una galaxia. Es una pequeña fracción de la energía que se libera).

El denso núcleo colapsado que queda atrás crea un nuevo púlsar: una estrella de neutrones.

En el clásico estallido de supernova de una estrella entre 1,44 y aproximadamente diez masas solares, el núcleo de hierro de la estrella se colapsa primero y luego rebota hacia afuera, formando una capa expansiva de hierro. En este momento, el núcleo de la estrella explota con una intensa explosión de neutrinos (aproximadamente 10 ** 57 neutrinos en una fracción de segundo). Los neutrinos impactan el hierro, transformando los átomos en elementos de mayor número atómico. Esto es literalmente “el horno donde se crea el oro”, y todos los elementos más pesados, como el uranio … Luego, el núcleo explosivo de la estrella hace estallar todas las capas exteriores en el espacio, formando vastas nubes de polvo, presumiblemente una como formada nuestra Tierra hace 4.600 millones de años.

No es mi campo, pero puedo especular: los electrones se introducen primero en los protones en el punto de mayor presión, que obviamente estaría cerca del centro. Por lo tanto, el núcleo apenas está exento de la explosión de neutrinos.

Sin embargo, creo que la gente todavía está discutiendo muchos de los detalles. Es un desastre !

El elemento más pesado en el núcleo de una estrella es el hierro. Como el hierro no se fusiona, una vez que todo lo que queda en la estrella es hierro, la estrella se derrumba sobre sí misma y luego explota

Cuando la estrella explota como una supernova, todos los elementos se lanzan a través de las capas masivas de los restos de la estrella (al igual que un colisionador de partículas) y los núcleos del elemento chocan con otros que forman elementos aún más pesados.

Entonces, los elementos más pesados ​​se crean en virtud de la estrella en explosión.

En realidad, el elemento más pesado hecho en un núcleo de estrellas es el hierro, los otros elementos se crean durante la supernova.

Aún así, ¿cómo se escapa el hierro y los otros elementos más ligeros?

Si bien parte del núcleo sobrevive, parte se envía a medida que ocurre la supernova.

Una supernova ocurre porque la gravedad ya no es lo suficientemente fuerte como para mantener la presión causada por el aumento de la densidad de la estrella. El aumento de la densidad se debe a la falta de reacciones nucleares que ya no pueden tener lugar una vez que se forma el hierro.

Sin embargo, se cree que el hidrógeno y el helio han existido desde el Big Bang.

No son solo las capas externas de supernovas las que se expulsan. La estrella entera está hecha pedazos, y los diversos materiales se agitan por la violencia de la detonación. Sin duda, la mezcla no es muy uniforme, pero hay mucha. Cualquier cosa que quede forma el remanente de supernova, y algo de eso probablemente se acumulará para formar una ascua de algún tipo.