Wie massiv muss ein Hauptreihenstern sein, um eine Typ-1-Supernova zu werden?

Wir kennen die Masse, die ein Weißer Zwerg haben muss. Das ist durch die Chandrasekhar-Grenze gut definiert, aber bevor sich ein Hauptreihenstern in einen Weißen Zwerg verwandelt, neigt er dazu, in einem Sternnebel ein gutes Stück seiner Materie zu verlieren.

Laut dieser Seite hat der verbleibende Weiße Zwerg etwa die Hälfte der Masse des Hauptreihensterns, wobei größere Sterne etwas mehr verlieren.

Also die Frage: Ist es richtig zu sagen, dass ein Stern mit einer Masse von etwa drei Sonnenmassen irgendwann eine Supernova werden wird, ähnlich einer Typ-1-Supernova, selbst wenn er nicht Teil eines binären Systems ist? Wurde diese Art von Supernova jemals beobachtet?

Oder passiert etwas anderes wie in der Endphase dieses Sterns? Geht es weiter durch Kollaps- und Expansionszyklen und verliert genug Masse, dass es, wenn es schließlich ein Weißer Zwerg wird, unter der Chandrasekhar-Massengrenze liegt?

Was ich über Supernovae gelesen habe, besagt hauptsächlich, dass Supernovae vom Typ 1 passieren, wenn ein Weißer Zwerg zusätzliche Materie ansammelt und die Grenze erreicht, und Supernovae vom Typ 2 sind viel größer und benötigen etwa 8-11 Sonnenmassen, um den Eisenkern zu erzeugen, der die Supernova auslöst . Was passiert mit dem Tod des Sterns zwischen drei Sonnenmassen und acht Sonnenmassen?

Antworten (1)

Dies ist ein Grund, der wahrscheinlich in einer Vielzahl von Fragen hier und in Physics SE wiederholt wird, daher werde ich mich kurz fassen. Sie haben auch mehrere verschiedene Fragen gemischt.

Die Chandrasekhar-Masse hat sehr wenig damit zu tun, zu bestimmen, welche Anfangsmasse eines Objekts zu welcher bestimmten Art von Sternüberrest (oder Schwarzem Loch) wird.

Ob ein Stern am Ende als Supernova explodiert, hängt in erster Linie von seiner Anfangsmasse ab, aber auch davon, ob er einen Doppelsternbegleiter hat. Es gibt (grundsätzlich) zwei Wege zur Supernovahood.

  1. Wenn der Stern massereicher ist als ca 8 M es wird mehrere Stufen der nuklearen Verbrennung durchlaufen. Der Kern des Sterns degeneriert nicht und wird durch jede Brennphase dichter und heißer. Es endet als Eisen. Sobald die Kernmasse Eisen übersteigt 1.2 M (das ist die Chandrasekhar-Masse für eine Eisenzusammensetzung), dann kollabiert es und wir erhalten eine Supernova vom Typ II (Kernkollaps).

Auf dieser Strecke a 3 M Star ist noch lange nicht in der Lage, eine Supernova zu werden. Es wird Wasserstoff und Helium verbrennen und einen degenerierten Kern aus Kohlenstoff und Sauerstoff erzeugen. Dieser degenerierte Kern kann abkühlen, während er den gleichen Druck beibehält. Die äußeren Schichten werden durch thermische Pulsationen und einen dichten Sternwind in der asymptotischen Riesenastphase abgestoßen und hinterlassen einen Weißen Zwerg. Die Beziehung zwischen der Anfangsmasse des Vorläufers und der Endmasse des Weißen Zwergs ist kein einfacher Bruch. Bei einem Stern wie der Sonne sind es wahrscheinlich etwa 50 %, aber bei einem Stern sind es eher 15 % 7 M Anfangsmasse. Die maximale Masse eines auf diese Weise entstandenen Weißen Zwergs liegt vermutlich bei ca 1.1 1.2 M und weit unterhalb der Chandrasekhar-Grenze für einen C/O-Weißen Zwerg ( 1.39 M ).

Der vorhergehende Absatz ist mehr oder weniger das, was für alle Sterne zwischen ungefähr passieren sollte 0,6 M (außer sie hatten noch keine Zeit dazu) und 8 M , außer dass es am oberen Massenende eine kleine "graue Fläche" gibt ( 7 9 M ), wo Sie möglicherweise etwas massereichere O / Ne-Weiße Zwerge produzieren.

  1. Sobald sich ein Weißer Zwerg gebildet hat und sich in einem binären System befindet, könnte der Weiße Zwerg verschmelzen oder mehr Masse ansammeln. Irgendwann nahe der Chandrasekhar-Grenze entzündet es sich. Dies verursacht eine Supernova-Explosion vom Typ Ia (Detonation oder Verpuffung) (oder zumindest ist dies das führende Modell dafür, wie dies funktioniert). Dies ist wirklich die einzige Route, bei der ein Stern mit Anfangsmasse entsteht < 8 M könnte am Ende eine Supernova werden.