Скільки зірок вибухає у Всесвіті щосекунди: більше, ніж можна уявити

Про це пише IFLScience.

Наднові являють собою один із найпотужніших і найяскравіших вибухів у Всесвіті. Найчастіше надновими називають кінець життя масивних зірок, хоча вони бувають різних типів і пов'язані також із взаємодією зірок білих карликів зі звичайними зірками. Звичайні наднові — це вибух, який призводить до смерті масивної зірки, яка щонайменше у 8 разів більша за Сонце.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Під час вибуху наднової зірка скидає свою зовнішню оболонку і залишається лише її стиснене гравітацією ядро, яке являє собою нейтронну зірку. Іноді на місці ядра виникає чорна діра. Наднові виникають, коли зірки вже не можуть підтримувати термоядерний синтез водню у своїх ядрах. Під час вибуху виділяється стільки ж енергії, скільки Сонце може створити за мільярди років. При цьому під час вибуху наднової створюється багато важких хімічних елементів, таких як золото, срібло та уран.

Розрахунки вчених показують, що в середньому у Всесвіті щосекунди вибухає 130 наднових, але діапазон кількості цих вибухів коливається від 13 до 1270. Це більше, ніж ви могли б подумати, враховуючи те, що наднові — це рідкісне явище.

Щоб отримати це число, потрібні два значення. Швидкість вибухів наднових на галактику за століття і кількість галактик у Всесвіті. Але оцінка цих двох параметрів складніша, ніж можна подумати.

Почнемо з кількості галактик у видимому Всесвіті, який охоплює приблизно 93 мільярди світлових років. Нагадуємо, що світловий рік — це приблизно 9,5 трильйонів кілометрів. Навіть із найкращими суперкомп'ютерами та телескопами неможливо порахувати всі галактики, але приблизну оцінку все ж можна отримати.

Можна оцінити кількість галактик на основі спостережень у певних напрямках неба, а потім екстраполювати їх на весь Всесвіт. Останнє число, трохи спірне твердження, засноване на цьому методі, полягає в тому, що у Всесвіті 2 трильйони галактик. Спірним це твердження є тому що, якщо це так, ці галактики не випромінюють достатньо світла. Спостереження за космосом показали, що Всесвіт занадто темний для 2 трильйонів галактик, і це світло випромінюють лише приблизно 200 мільярдів галактик.

Тепер потрібно подивитися на частоту вибухів наднових. Кілька оцінок були зосереджені на наднових у Чумацькому Шляху, деякі використовували кількість певних радіоактивних хімічних елементів в інших галактиках та навіть нейтрино, крихітні нейтральні частинки, які майже не взаємодіють з матерією, але створюються надновими. Вчені загалом згодні, що в нашій галактиці виникає приблизно 1 або 2 наднові за 100 років.

Але чи є наша галактика Чумацький Шлях репрезентативною? Ні, за певних параметрів, які можуть відігравати роль у формуванні зірок, а потім у частоті вибухів наднових у нашій галактиці. Більш консервативні оцінки говорять про частоту наднових, що становить приблизно одну десяту від того, що було оцінено для Чумацького Шляху.

Якщо в середній галактиці відбувається дві наднові за тисячоліття, а у Всесвіті не більше 200 мільярдів галактик, то щосекунди приблизно 13 зірок вибухають надновими. Якщо Чумацький Шлях можна взяти за основу для оцінки кількості наднових, а у Всесвіті існує 2 трильйони галактик, то виходить, що щосекунди вибухає приблизно 1270 зірок.

Наднові мають надважливе значення для Всесвіту, адже вони заповнюють космос хімічними елементами важчими за водень і гелій. Таким чином вони надають сировину для створення нових зірок і планет.

Як уже писав Фокус, за допомогою нового ядерного двигуна політ на Марс можна скоротити в 6 разів. Майбутні космічні кораблі з астронавтами зможуть долетіти на Марс всього за 45 днів, замість 7-8 місяців за допомогою існуючих технологій. У цьому може допомогти новий ядерний електричний двигун.