Kosmos  / News

Bomby jądrowe nie rosną na drzewach. Ale mogą rosnąć we wnętrzach białych karłów

Picture of the author
459 interakcji
dołącz do dyskusji

Energia emitowana przez gwiazdy pochodzi z reakcji fuzji jądrowej, do których dochodzi w ich jądrze. Wynalezione przez człowieka bomby jądrowe opierają się na procesie rozszczepiania jąder ciężkich pierwiastków. W naturze jednak reakcje rozszczepiania pierwiastków nie zachodzą zbyt często. A przynajmniej tak się nam dotychczas wydawało.

Supernowe typu Ia

Jednym z najbardziej energetycznych zjawisk we wszechświecie są eksplozje supernowych. Najczęściej eksplozją kończy się życie masywnej gwiazdy, która zużyła już całe dostępne w swoim wnętrzu paliwo i uległa kolapsowi. W eksplozji supernowej gwiazda rozrywana jest na strzępy, jej jądro zamienia się w gwiazdę neutronową lub czarną dziurę, a w samej eksplozji gwiazda przez chwilę świeci jaśniej niż cała galaktyka, w której się znajduje.

Nie zawsze jednak tak jest. Astronomowie regularnie obserwują we wszechświecie także inne supernowe, tzw. supernowe typu Ia. W ich przypadku mamy do czynienia z białym karłem, czyli pozostałością po gwieździe takiej jak słońce. Znajdujący się w układzie podwójnym biały karzeł odziera drugi składnik układu podwójnego (zazwyczaj jest to czerwony olbrzym) z materii. W momencie gdy na powierzchnię białego karła spłynie tyle materii, że cały obiekt przekroczy masę 1,44 masy Słońca (tzw. granica Chandrasekhara) dochodzi do eksplozji supernowej. Z uwagi na to, że do eksplozji dochodzi zawsze przy tej samej granicznej masie, wszystkie supernowe typu Ia mają taką samą jasność. Z tego też powodu naukowcy wykorzystują je do pomiary odległości we wszechświecie.

Okazuje się jednak, że do eksplozji białych karłów - przynajmniej teoretycznie - może dochodzić także bez udziału drugiej gwiazdy. Astronomowie przyznają, że pomysł udziału drugiej gwiazdy ma swoje źródło w tym, że dotąd nie znano żadnego mechanizmu, który mógłby doprowadzić do eksplozji samego białego karła.

Bomby jądrowe we wnętrzach gwiazd?

Biały karzeł

Fizycy z Uniwersytetu Indiany przekonują, że we wnętrzach białych karłów może dochodzić do reakcji rozszczepiania jąder ciężkich pierwiastków, które niczym w bombie jądrowej - w reakcji łańcuchowej prowadzą ostatecznie do eksplozji supernowej, która całkowicie niszczy białego karła.

Według prof. Charlesa Horowitza za takie eksplozje mogą odpowiadać skrystalizowane pierwiastki radioaktywne, które nazywa „płatkami śniegu uranowego”. Takie struktury według symulacji pojawiają się około 100 mln lat po uformowaniu się białego karła, kiedy temperatura w nim już spadnie do poziomu pozwalającego na krystalizację.

Owe kryształy nie składają się jednak z samego uranu, ale zawierają także śladowe ilości ołowiu czy toru. Z czasem ulegające rozpadowi jądra uranu emitują neutrony, które bombardują sąsiednie atomy, rozpoczynając łańcuchową reakcję rozczepiania jąder atomowych. W tym momencie robi się „gorąco”, bowiem energia i ciepło z rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków powodują fuzję lżejszych pierwiastków takich jak węgiel czy tlen. W odpowiednich warunkach taka reakcja może doprowadzić do zapłonu całego węgla i tlenu w gwieździe.

Można zatem powiedzieć, że rozpad jednego jądra atomu uranu może doprowadzić do eksplozji supernowej typu Ia, czyli jednej z najważniejszych eksplozji we współczesnych badaniach astrofizycznych.

A przynajmniej takie są przypuszczenia. Na razie naukowcy dowiedli, że taki proces nie jest niemożliwy. Teraz pora na kolejne, dokładniejsze badania oraz symulacje, które pozwolą sprawdzić, czy faktycznie naukowcy odkryli nowy mechanizm prowadzący do eksplozji SN Ia.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst