Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /wp-content/plugins/fresh-custom-code/bootstrap/pluginClass.php on line 116

O supernowych na przykładzie Betelgezy

W kosmosie jedną z najbardziej destruktywnych sił jest wybuch supernowej. Ludzkość miała już okazję obserwować to zjawisko na niebie i nadal obserwuje się co jakiś czas odleglejsze przypadki przy użyciu teleskopów. Czy istnieje jednak realne niebezpieczeństwo dla Ziemi, wynikające z tak gwałtownego i niebezpiecznego zjawiska i jeśli tak to jak duże?

Jak pewnie większość z Was wie gwiazdy są olbrzymimi kulami gazowymi, w których wnętrzu zachodzi wiele reakcji chemicznych Zaliczamy do nich między innymi przemiany promieniotwórcze, w wyniku których emitowane są olbrzymie ilości energii w postaci światła i ciepła. Nie licząc naszego Słońca, odległość naszej planety od gwiazd jest bardzo duża, rzędu tysięcy parseków (jeden parsek to około 3,26 lat świetlnych), dlatego widzimy je jako małe punkciki na niebie. Czasami jednak zdarza się, że niektóre z nich wybuchają pod wpływem konkretnych czynników aby zalśnić w przestrzeni kosmicznej po raz ostatni jako supernowa.

Co to jest supernowa i kiedy powstaje?

Supernową określamy widoczną eksplozję gwiazdy, jej ostatnie stadium ewolucyjne tzw. śmierć gwiazdy, która jest na tyle potężna iż trwa i jest widoczna nawet przez kilka tygodni. Nie każda z nich kończy jednak w ten sam sposób.

Aby spełnić kryterium i zakończyć swój żywot w postaci supernowej, potencjalna gwiazda musi być odpowiednio masywna. Dla przykładu, śmierć Słońca będzie odbywać się w zdecydowanie łagodniejszy sposób. Gwiazda może stać się supernową jeśli w jej jądrze przestaną zachodzić przemiany termojądrowe. W ten sposób, pozbawiona wynikającego z tych przemian ciśnienia, zapada się pod własnym ciężarem. Drugi scenariusz dotyczy gwiazdy, która będąc białym karłem przekroczy masę krytyczną. Po eksplozji cała materia albo przynajmniej jej większość jest wyrzucana w przestrzeń międzygwiezdną i tworzy mgławice, które przestają istnieć po zaledwie kilkudziesięciu tysiącach lat. Przez ten czas jednak mogą pełnić rolę gwiezdnych żłobków na których łonach narodzą się nowe gwiazdy. W przyrodzie nic nie giniei.

Betelgeza

Betelgeza ( podany wzór zostanie wyjaśniony później: RA = 5h56min5s, DE = +7o29’14”, mag = 0. 45m), czy też inaczej alfa Orionis, to gwiazda znajdująca się w gwiazdozbiorze Oriona. Istnieją przypuszczenia, że może ona w każdej chwili wybuchnąć i przejść do stadium supernowej. Ze względu na jej duży od nas dystans rzędu 192. 67 parseków oraz wynikające z tego faktu znaczne opóźnienie w odbiorze emitowanego przez tę gwiazdę światła, proces jej umierania może się toczyć nawet w tej chwili.

Skala magnitudo

Pewnie zastanawiają Was jakie wartości kryją się pod skrótami widniejącymi w nawiasach, RA i DE – otóż są to współrzędne Betegezy w układzie równikowym równonocnym. Temat układów współrzędnych na niebie z chęcią zostanie rozwinięty w oddzielnym artykule, jeśli zainteresuje się nim odpowiednio dużo ludzi.

Wracając do skrótów, „mag” to z kolei magnitudo. W tym przypadku jest to magnitudo widzialne, prościej mówiąc wielkość widzialna. Pojęcie to zrodziło się w starożytności i określało pięciostopniową skalę według której oceniano jasność gwiazd. Najjaśniejsza gwiazda miała w niej wartość 1 podczas gdy tym o najsłabszej jasności przypadała wartość 5. Obecnie skala jest znacznie bardziej obszerna i występują w niej nawet wartości ujemne. Obecnie jest ono skalą logarytmiczną, co oznacza, że magnitudo jednej gwiazdy różni się od drugiej nie o wartość: x, tylko o wartość: x*x. Jednostką w skali magnitudo jest magnitudo i zapisywane jest jako m z indeksem górnym.

Podczas porównywania gwiazd wykorzystuje się magnitudo absolutne (wielkość absolutną), czyli wielkość widzialną jaką gwiazda by miała, gdyby świeciła z odległości 10pc (parseków).

Jaką wielkość widzialną będzie mieć Betelgeza kiedy zostanie supernową?

Wiadomo, że jeśli Betelgeza stanie się supernową, to będzie to wybuch typu II-L lub II-P. Jest to skala bazująca na wielkości wybuchającej gwiazdy, dokładniej została ona rozjaśniona poniżej.. Wiemy to dzięki badaniom grupy naukowców: G. Meynet, L. Haemmerlé, S. Ekström, C. Georgy, J. Groh, A. Maeder, których wyniki zostały opublikowane w artykule pt. The past and future evolution of a star like Betelgeuse”.

Nie jesteśmy w stanie dokładnie określić jasności Betelgezy jako supernowy. Można ją jedynie oszacować wykorzystując w tym celu istniejące już typy supernowy, tj II-P i II-L.

Upraszczając powyższą klasyfikację, supernowy dzielimy na dwa typy, czyli typ I oraz typ II. Czym się różnią oba typy? Otóż pierwszy z nich (typ I) nie posiada wodoru w odróżnieniu do drugiego. W tym artykule nie interesuje nas typ I. Supernowy typu II są rezultatem destrukcji pojedynczej, masywnej gwiazdy, wywołanej zapadnięciem się jądra gwiazdy. Do tego typu zaliczają się głównie gwiazdy z przedziału 8 do 100 mas solarnych. Jaka jest natomiast różnica pomiędzy typem P i typem L? Obie podkategorie są bogate w wodór. Litery porządkujące te grupy wskazują na sposób emisji światła oraz jego wygasania. L to ‘linearly fading light’ czyli światło wygasające w sposób liniowy, P natomiast oznacza tymczasowo widoczne ‘plateau’ ii.

Betelgeza jako supernowa typu II-L.

Jasność Betelgezy: jeśli hipotetycznie miałaby zostać supernową typu II-L, liczymy jasność absolutną supernowy tego typu ( przykładowa supernowa SN2006jb: magnituda = 17. 4m, a odległość od Ziemi gwiazd) to: d = 127. 5 Mpc (mega parseków) , odległość tutaj podana jest odległością galaktyki, w której nastąpił wybuch, ale z racji dużych wartości liczbowych można ją przyjąć za odległość supernowej:

Najprościej zobrazować to, podstawiając podane wartości do wzoru:

m = 5log(10pc/127500000pc) + 17. 4m

m = ok. -18. 1m

Wynik przyjmujemy za wielkość absolutną Betelgezy jako supernowy typu II-L i obliczamy wielkość widzialną:

m = 5log(152. 67pc/10pc) – 18. 1m

m = ok. -12. 2m

Takie magnitudo ma Księżyc 12 dni po nowiu, będzie to więc rozbłysk bardzo podobny do jego jasności w czasie pełni.

Betelgeza jako supernowa typu II-P

Aby określić jasność Betelgezy jako supernowej typu II-P potrzebujemy wielkości absolutnej jej wybuchu. Na potrzeby rachunków przyjmiemy, że stanie się ona supernową identyczną do SN2004et. Magnitudo widzialne SN2004et wynosi 12. 8m, a odległość od Ziemi 4. 945 Mpc. Wykonuje się to w dokładnie w ten sam sposób jak wcześniej.

Porównywać faktyczne jasności gwiazd można tylko biorąc pod uwagę wielkości absolutne, dlatego najpierw musimy obliczyć wielkość absolutną SN2004et podstawiając dane do wzoru.

m = 5log(10pc/4945) + 12. 8m

m = ok. -15. 7m

Przyjmując wielkość absolutną SN2004et za magnitudo absolutne Betelgezy jako supernowej, obliczamy wielkość widzialną.

m = 5log(192. 67pc/10pc) – 15. 7m

m = ok. -9. 8m

Jest to jasność porównywalna z wartością jasności Księżyca 6 dni po nowiu, czyli mniej więcej jak w jego pierwszej kwadrze.

Podsumowanie

Gdy ów obiekt eksploduje to, w zależności od tego jakim typem supernowy się stanie, będzie jasny mniej więcej jak Księżyc w pełni, bądź jak w pierwszej kwadrze. Bez względu na to, która z tych opcji dojdzie do skutku, niebo będzie znacznie bardziej rozświetlone, przez co noc będzie jaśniejsza. Może to utrudnić proces zasypiania, ale i nie tylko. Zwierzęta prowadzące nocny tryb życia będą miały problem podczas żerowania, ponieważ ich sposób pozyskiwania pożywienia opiera się na kamuflażu i atakach z zaskoczenia, albo na szukaniu pokarmu roślinnego pod osłoną nocy, kiedy są niewidoczne dla drapieżników.

Wybuchowi supernowy towarzyszy wydzielenie ogromnej ilości energii, nie tylko w postaci światła, ale także ciepła oraz promieniowania, między innymi gamma oraz UV. Wybuch Betelgezy z pewnością spowoduje wzrost zachorowań na nowotwory oraz efektu cieplarnianego.

Nie mamy żadnej możliwości zapobiegnięcia temu zjawisku, dlatego uważam, że nie należy się tym przejmować, tym bardziej, że nie ma żadnego sposobu na określenie kiedy to się stanie. Wiemy tylko, że prawdopodobnie dojdzie do eksplozji i wiemy orientacyjnie jaką będzie miała ona siłę. Reszta i tak potoczy się własnym torem.


Przypisy:

i T. Z. Dworak: Na początku było światło, „Urania – Miesięcznik Polskiego Miłośników Astronomii” 1986, nr 3, s. 66.

ii M. Mobberley: Supernovae: and How to Observe Them, Springer, 2007, s. 5-12.

Zostaw wiadomość

Leave a comment


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.



Website Security Test

Znajdziesz nas

Blogi

  • Krakowski Stańczyk

    Hucpa, swawola i łajdactwo w jednym.

  • Zielarski Alembik

    Zielono, zdrowo i ładnie. Czyli Cynthia w swoim żywiole ;)

Copyright 2017 © All Rights Reserved Okult.pl     Designed by Okult.pl