اگر ستاره‌ای نزدیک به ما منفجر شود چه اتفاقی می‌افتد؟
نزدیک‌ترین ستاره به ما خورشید است و خوشبختانه یا متاسفانه این ستاره قرار نیست منفجر شود. اما ستاره‌هایی که بیشتر از هشت برابر جرم خورشید جرم داشته باشند در انتهای عمر خود منفجر شده که به آن انفجار ابرنواختری می‌گویند. این انفجار بسیار مهیب است. شدت انفجار به قدری است که اگر یک ابرنواختر را با خورشید جایگزین کنیم یعنی آن را در فاصله 150 میلیون کیلومتری از زمین قرار دهیم شدت انرژی و نوری که از آن به چشم ما می‌رسد یک میلیارد برابر حالتی خواهد بود که صورت‌مان را به یک بمب هیدروژنی بچسبانیم و آن بمب جلوی چشم‌مان منفجر شود.
ظهور یک ابرنواختر
ستاره‌های پرجرم چرخه عمر متفاوتی را نسبت به ستاره‌های عادی طی می‌کنند. این ستاره‌ها پس از آن‌که هیدروژن هسته‌شان را به هلیوم تبدیل می‌کنند باز سراغ هلیوم‌ها رفته و آنها را نیز به عناصر جدید و مجدد و فرآورده‌های آنان را به مواد جدیدتری تبدیل می‌کنند. کاری که خورشید و ستاره‌های مثل آن نمی‌توانند چنین کاری کنند. حال اگر ستاره به اندازه کافی پرجرم باشد این همجوشی‌ها تا عنصر نیکل پیش رفته و درنهایت نیکل به آهن واپاشی می‌کند. آهن انتهای این راه است و از آنجا که به ماده دیگری تبدیل نمی‌شود این هسته آهنی بزرگ و بزرگ‌تر شده و وزن آن روی هم انباشت می‌شود. اگر ستاره(غیر چرخان) بتواند جرم هسته آهنی خود را به 1.4برابر جرم خورشید برساند به قدری جرم هسته زیاد می‌شود که در مرکز هسته آهنی الکترون‌ها دیگر نمی‌توانند مدار خود به دور هسته را نگه داشته و روی پروتون‌ها سقوط می‌کنند. در این فرآیند کره‌ای آهنی به قطر 3000کیلومتر به ستاره‌ای نوترونی با قطر تنها 30 کیلومتر رسیده و ستاره با سرعتی سرسام‌آور روی خودش سقوط می‌کند. این سرعت می‌تواند به حدود یک چهارم سرعت نور یعنی بیش از 100هزار برابر سرعت گلوله کلاشینکف برسد. این سقوط آزاد زمانی که به ستاره نوترونی برخورد می‌کند باعث ایجاد موج عظیمی می‌شود. اما این ضربه به تنهایی نمی‌تواند باعث ایجاد ابرنواختر شود. در حقیقت نقش اصلی در ایجاد ابرنواختر را چیزی بازی می‌کند که کمتر کسی به آن فکر می‌کند؛ نوترینو!
نوترینو چیست؟
نوترینو (که نباید آن را با نوترون اشتباه گرفت) نام ذره‌ای بنیادین است که جرم آن میلیون‌ها بار از الکترون کمتر است. این ذرات که در همجوشی هسته‌ای و هم هنگام تشکیل ستاره نوترونی تولید می‌شود تقریبا هیچ بر همکنشی با مواد نداشته و به نوعی از داخل همه چیز عبور می‌کند. همین حالا که در حال خواندن این مطلب هستید در هر ثانیه حدود100میلیارد نوترینو که از خورشید آمده از داخل بدن شما عبور می‌کند و این تعداد فارغ از آن است که این مطلب را شب بخوانید یا روز زیرا حتی در شب نوترینوها از داخل زمین هم عبور می‌کنند و به شما می‌رسند. برای آن که بتوانید با احتمال موفقیت 50درصد جلوی عبور یک نوترینو را بگیرید نیاز به دیواره‌ای سربی با ضخامت یک سال نوری یعنی حدودا 10هزار میلیارد کیلومتر دارید.
راز آزاد شدن نوترینو
هسته چنین ستاره‌ای حدودا 10هزار میلیارد برابر از سرب متراکم‌تر است. لذا درصد بیشتری از بی‌شمار نوترینویی که در این فرآیند تشکیل می‌شود را جذب کرده و درواقع این عامل اصلی ایجاد چنین انفجار مهیبی است. این انفجار به قدری عظیم است که نور ستاره به میلیاردها برابر مقدار قبلی خود می‌رسد. جالب اینجاست این نور عظیم که گاهی با نور کل کهکشان برابری می‌کند تنها یک ده هزارم کل انرژی آزاد شده ابرنواختر را تشکیل می‌دهد. صد برابر این مقدار انرژی (یعنی یک درصد کل) صرف حرکت دادن بازمانده‌های ستاره با سرعت بسیار بالا می‌شود، اما 99 درصد باقیمانده چه می‌شود؟ این انرژی در قالب نوترینوهای مرموز ماجرا آزاد می‌شود.
مجتبی قالیشویان - گروه دانش و سلامت
ستاره‌های پرجرم چرخه عمر متفاوتی را نسبت به ستاره‌های عادی طی می‌کنند. این ستاره‌ها پس از آن‌که هیدروژن هسته‌شان را به هلیوم تبدیل می‌کنند باز سراغ هلیوم‌ها رفته و آنها را نیز به عناصر جدید و مجدد و فرآورده‌های آنان را به مواد جدیدتری تبدیل می‌کنند. کاری که خورشید و ستاره‌های مثل آن نمی‌توانند چنین کاری کنند. حال اگر ستاره به اندازه کافی پرجرم باشد این همجوشی‌ها تا عنصر نیکل پیش رفته و درنهایت نیکل به آهن واپاشی می‌کند. آهن انتهای این راه است و از آنجا که به ماده دیگری تبدیل نمی‌شود این هسته آهنی بزرگ و بزرگ‌تر شده و وزن آن روی هم انباشت می‌شود. اگر ستاره(غیر چرخان) بتواند جرم هسته آهنی خود را به 1.4برابر جرم خورشید برساند به قدری جرم هسته زیاد می‌شود که در مرکز هسته آهنی الکترون‌ها دیگر نمی‌توانند مدار خود به دور هسته را نگه داشته و روی پروتون‌ها سقوط می‌کنند. در این فرآیند کره‌ای آهنی به قطر 3000کیلومتر به ستاره‌ای نوترونی با قطر تنها 30 کیلومتر رسیده و ستاره با سرعتی سرسام‌آور روی خودش سقوط می‌کند. این سرعت می‌تواند به حدود یک چهارم سرعت نور یعنی بیش از 100هزار برابر سرعت گلوله کلاشینکف برسد. این سقوط آزاد زمانی که به ستاره نوترونی برخورد می‌کند باعث ایجاد موج عظیمی می‌شود. اما این ضربه به تنهایی نمی‌تواند باعث ایجاد ابرنواختر شود. در حقیقت نقش اصلی در ایجاد ابرنواختر را چیزی بازی می‌کند که کمتر کسی به آن فکر می‌کند؛ نوترینو!
نوترینو چیست؟
نوترینو (که نباید آن را با نوترون اشتباه گرفت) نام ذره‌ای بنیادین است که جرم آن میلیون‌ها بار از الکترون کمتر است. این ذرات که در همجوشی هسته‌ای و هم هنگام تشکیل ستاره نوترونی تولید می‌شود تقریبا هیچ بر همکنشی با مواد نداشته و به نوعی از داخل همه چیز عبور می‌کند. همین حالا که در حال خواندن این مطلب هستید در هر ثانیه حدود100میلیارد نوترینو که از خورشید آمده از داخل بدن شما عبور می‌کند و این تعداد فارغ از آن است که این مطلب را شب بخوانید یا روز زیرا حتی در شب نوترینوها از داخل زمین هم عبور می‌کنند و به شما می‌رسند. برای آن که بتوانید با احتمال موفقیت 50درصد جلوی عبور یک نوترینو را بگیرید نیاز به دیواره‌ای سربی با ضخامت یک سال نوری یعنی حدودا 10هزار میلیارد کیلومتر دارید.
راز آزاد شدن نوترینو
هسته چنین ستاره‌ای حدودا 10هزار میلیارد برابر از سرب متراکم‌تر است. لذا درصد بیشتری از بی‌شمار نوترینویی که در این فرآیند تشکیل می‌شود را جذب کرده و درواقع این عامل اصلی ایجاد چنین انفجار مهیبی است. این انفجار به قدری عظیم است که نور ستاره به میلیاردها برابر مقدار قبلی خود می‌رسد. جالب اینجاست این نور عظیم که گاهی با نور کل کهکشان برابری می‌کند تنها یک ده هزارم کل انرژی آزاد شده ابرنواختر را تشکیل می‌دهد. صد برابر این مقدار انرژی (یعنی یک درصد کل) صرف حرکت دادن بازمانده‌های ستاره با سرعت بسیار بالا می‌شود، اما 99 درصد باقیمانده چه می‌شود؟ این انرژی در قالب نوترینوهای مرموز ماجرا آزاد می‌شود.
مجتبی قالیشویان - گروه دانش و سلامت
