Masse-Energie-Umwandlungsmechanismus in Supernovae

Die Fusion von Kernen in Sternen wechselt von exotherm zu endotherm für Eisen und Elemente, die schwerer als Eisen sind. Supernovae bewirken nicht nur die Fusion von Transuraniden (wenn auch in relativen Spurenmengen), sondern sie setzen auch einen enormen Energieüberschuss frei, der mit der während ihrer gesamten Lebensdauer erzeugten Fusionsenergie vergleichbar ist

Wie gut verstehen wir den Mechanismus, der diese enorme Masse-Energie-Umwandlung bewirkt?

Wenn man bedenkt, dass die Spaltung höchstens 0,1 % der Ruhemasse und die Fusion höchstens 1 % freisetzt, wie groß ist dann der Anteil an Masse-Energie, der durch den zugrunde liegenden Mechanismus in Supernovae umgewandelt wird?

Antworten (1)

Die in (hauptsächlich) Neutrinos freigesetzte Energie ist zusammen mit Licht und der kinetischen Energie der explodierenden Hülle vorhanden 10 46 J. Dies entspricht der Umwandlung von 0,05 Sonnenmassen in Energie. Dies ist weniger als ein Prozent der Vorläufermasse.

Die Energiequelle ist Gravitationspotentialenergie. Im Herzen einer Supernova befand sich eine erdgroße Eisenkugel mit etwa 1,2 Sonnenmassen, die auf einen Radius von 10 km kollabiert. Dies gibt einige frei 10 46 J, das ausreicht, um die Supernova anzutreiben, das Eisen in seine Nukleonen zu dissoziieren, endothermisch Neutronen aus den Protonen zu machen und ein winziges bisschen übrig zu lassen, um die Spuren der von Ihnen erwähnten r-Prozess-Elemente zu erzeugen.

Der größte Teil der Energie, die bei einer Supernova "verloren" geht, wird während (gut verstandener) Beta-Zerfällen und inversen Beta-Zerfällen während des Kollabierens des Kerns und dann in den ersten Sekunden nach der Bildung eines extrem heißen Proto-Neutronensterns auf Neutrinos übertragen.

Der Wiki-Artikel: ( en.wikipedia.org/wiki/Supernova#Core_collapse ) besagt, dass bis zu 10% der Ruhemasse während des Kernkollaps umgewandelt werden, aber immer noch 5% fünfmal mehr sind als die Kernfusion. Wenn jedoch nur 1% dieser 5% Energie in Form von Neutrinos mit Materie und Elektromagnetismus wechselwirkt, so nur 5 × 10 − 4 der Masse des Sterns verwendet wird, um schwere Isotope zu bilden und die Explosion anzutreiben, scheint es eine ziemlich geringe Zahl zu sein
Woher bekomme ich 1% Neutrino-Absorption? aus demselben Artikel: "Ein Prozess, der nicht klar verstanden wird, ist notwendig, damit die äußeren Schichten des Kerns wieder absorbiert werden können 10 44 Joule[78] (1 Feind) aus dem Neutrinopuls, der die sichtbare Explosion erzeugt, obwohl es auch andere Theorien darüber gibt, wie man die Explosion antreibt.[75]"
@diffeomorphism Glauben Sie Wikipedia, wenn Sie möchten. Ein Supernova-Vorläufer hat mindestens 10 Sonnenmassen. Also 10% davon sind 2 × 10 47 J. Dies ist einer von mehreren Fehlern in dem Artikel. Was die Explosion verursacht, das ist eine ganz andere (und ungelöste) Frage als woher kommt die Energie? Tatsächlich ist es schwierig, auch nur 1 % der Neutrinoenergie in kinetische Energie der Hülle umzuwandeln. Aber die Natur findet anscheinend einen Weg.
Ich verstehe. Meine Frage bezog sich auf den zugrunde liegenden Mechanismus. Ich weiß, dass der Gravitationskollaps die Energie / Dichte / den Druck / die Temperatur dafür liefert. Wissen wir, welche Drücke/Temperaturen erforderlich sind, um diesen unbekannten Mechanismus auszulösen?
@diffeomorphism Deine Frage war klar genug. Warum Supernovae explodieren, wird von physical.stackexchange.com/questions/63558/… behandelt, obwohl Sie keine Antwort finden werden.
Masse-Energie-Umwandlungsmechanismus in Supernovae
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