Bài viết này khám phá khả năng quan sát được các vụ nổ năng lượng thấp của các nguyên tố nặng như carbon, oxy và silicon trong các ngôi sao. Chúng ta sẽ tìm hiểu xem liệu năng lượng từ những vụ nổ này có thể thoát ra khỏi các lớp ngoài của ngôi sao đủ để chúng ta phát hiện bằng kính thiên văn quang học hoặc neutrino hay không. Đây là một chủ đề thú vị trong lĩnh vực
Hiện tượng vụ nổ helium xảy ra khi phản ứng tổng hợp helium bắt đầu đột ngột trong các ngôi sao khổng lồ đỏ nhất định. Các lớp trên của ngôi sao hấp thụ năng lượng và nhanh chóng giãn nở, dẫn đến sự ổn định của lõi khi áp suất nhiệt chiếm ưu thế.
Điều này đặt ra câu hỏi liệu hiện tượng tương tự có thể xảy ra với các nguyên tố nặng hơn trong các ngôi sao lớn hơn hay không.
Trong các ngôi sao có khối lượng khoảng 10 lần Mặt Trời, carbon hoặc oxy có thể bốc cháy một cách bùng nổ, tương tự như helium trong các ngôi sao có khối lượng tương đối thấp. Đây được gọi là vụ nổ carbon hoặc vụ nổ oxy. Những vụ nổ này mạnh hơn nhiều so với vụ nổ helium và có thể khiến ngôi sao phát nổ thành siêu tân tinh.
Giả sử một ngôi sao trải qua một vụ nổ carbon, oxy hoặc silicon tương đối yếu, và đủ năng lượng được hấp thụ bởi các lớp bên ngoài để ngôi sao không trải qua một siêu tân tinh. Liệu có đủ năng lượng thoát ra khỏi các lớp bên ngoài của ngôi sao để chúng ta có thể phát hiện bằng kính thiên văn quang học hoặc neutrino không?
Câu trả lời phụ thuộc rất nhiều vào khoảng cách, vì vậy hãy giả định rằng ngôi sao này nằm trong vòng năm parsec (khoảng 16.3 năm ánh sáng) tính từ Trái Đất.
Câu hỏi quan trọng ở đây là: vụ nổ sẽ sáng đến mức nào? Một nghiên cứu gần đây đã mô hình hóa sự bốc cháy carbon suy biến ở nhiều khối lượng khác nhau, cho thấy đôi khi có một vụ nổ duy nhất, đôi khi là một loạt các vụ nổ, và đôi khi là một "ngọn lửa carbon" ổn định cháy về phía trung tâm của ngôi sao.
Tuy nhiên, có một nghi ngờ rằng những vụ nổ này có thể không được quan sát thấy vì chúng nằm quá sâu bên trong ngôi sao, tương tự như vụ nổ helium. Mặt khác, một siêu tân tinh loại Ia thực chất là một vụ nổ carbon "trần trụi"!
Một hiện tượng khác cần xem xét là "vụ phun trào khổng lồ," giống như Eta Carinae, một loại "siêu tân tinh thất bại" vì nó không phá hủy ngôi sao. Nguyên nhân của các vụ phun trào khổng lồ này vẫn chưa được biết, nhưng có thể chúng liên quan đến các vụ nổ của các nguyên tố nặng.
Các vụ phun trào khổng lồ chắc chắn có thể nhìn thấy được; Eta Carinae đã trở nên khá sáng khi nó thổi bay phần lớn lớp vỏ của nó. Nếu các vụ phun trào khổng lồ có thể được gây ra bởi các vụ nổ carbon, oxy hoặc silicon, thì câu trả lời là có, chúng có thể được quan sát thấy bằng kính thiên văn quang học.
Hầu hết các ngôi sao hấp thụ các vụ nổ của chúng, khiến chúng không thể quan sát được. Tuy nhiên, một số ngôi sao có thể bị phá hủy bởi các vụ nổ của chính chúng, trong khi các vụ phun trào khổng lồ nằm giữa hai thái cực này.
Cần lưu ý rằng các vụ nổ silicon có thể xảy ra ở các ngôi sao có khối lượng lớn hơn 10 lần khối lượng Mặt Trời, là điều kiện cần để xảy ra vụ nổ carbon. Khả năng các vụ nổ hạt nhân tạo ra các vụ phun trào của các sao biến quang xanh (LBV) chỉ là suy đoán, nhưng cũng như bất kỳ lời giải thích nào khác cho các vụ phun trào LBV.
Bài viết liên quan