ზეახალი ვარსკვლავი

 მზეზე მასიური ვარსკვლავების ევოლუცია კატასტროფული აფეთქებით სრულდება. “ზეახალი” იმის გამო ეწოდათ, რომ ანთების დროს გაცილებით ძლიერად ანათებენ, ვიდრე ე.წ. “ახალი ვარსკვლავები”. სინამდვილეში არც ერთი და არც მეორე ტიპის ვარსკვლავები არ წარმოადგენს ფიზიკურად ახალ ვასრკვლავებს, ინთება უკვე არსებული ვარსკვლავები.

 ისტორიულად, ისეც მომხდარა, რომ დაფიქსირებულა ანთება ადგილზე, სადაც ვარსკვლავი აქამდე საერთოდ არ ჩანდა, სწორედ ეს ქმნიდა ახალი ვარსკვლავის გაჩენის ეფექტს. ზეახალის ტიპი, აფეთქების სპექტრში წყალბადის ხაზის არსებობა არ არსებობით განისაზღვრება. თუ ის არის, მაშინ საქმე გვაქვს II ტიპის , თუ არა მაშინ I ტიპის ზეახალთან(ამ დროს ფეთქდება თეთრი ჯუჯა, რომელშიც თერმობირთვული შეერთებებით მძიმე ელემენტები გაჩნდა, წყალბადი კი თითქმის აღარ არის).

აფეთქების მექანიზმი

 თანამედროვე წარმოდგენებით, თერმობირთვული სინთეზი (შერწყმა), დროთა განმაბლობაში ვარსკვლავის შიდა ფენებს მძიმე ელემენტებით ამდიდრებს. ამ პროცესების შედეგად ვარსკვლავი იკუმშება და მისი ტემპერატურა კიდევ უფრო მაღლა იწევს. თუ ვარსკვლავის მასა საკმარისად დიდია, თერმობირთვული პროცესი მის ცენტრში თავის ლოგიკურ დასასრულამდე მიდის – რკინისა და ნიკელის ბირთვის წარმოქმნამდე, შეკუმშვა კი გრძელდება. ამ დროს თერმობირთვული პროცესები მხოლოდ მეტალის ბირთვის გარშემო გრძელდება, იქ, სადაც თერმობირთვული საწვავი ჯერ კიდევ დარჩა. ბირთვი კიდევ უფრო იკუმშება, გარკვეულ მომენტში უდიდესი წნევის გამო მასში ნეიტრონიზაციის რეაქციები იწყება – პროტონები და ელექტორნები ერთმანეთს ერწყმის და ნეიტრონებად გადაიქცევა. ეს იწვევს ენერგიის სწრაფ კარგვას, ის, გამოსხივებულ ნეიტრინოებს მიაქვთ თან (ე.წ. ნეიტრინული გაცივება), ასე რომ, ვარსკვლავის ბირთვი იკუმშება და ცივდება. “ცივდება” პირობითი ნათქვამია, პროცესი მილიარდობით გრადუს ტემპერატურებზე მიმდინარეობს.
ეს უკანასკნელი ისე სწრაფად ხდება, რომ ბირთვის გარშემო გაიშვიათებული, მატერიისგან თითქმის თავისუფალი არე ასწრებს წარმოქმნას, ამიტომ გამოეცალა რა საყრდენი,  ბირთვის გარე ფენები ვარსკვლავის ცენტრისკენ 70 000 კმ/წმ. (სინათლის სჩქარის 23%) სიჩქარით იწყებს ვარდნას (კოლაფსი, შიგნით ჩაშლა, ჩანგრევა). ის, რა თქმა უნდა, მეტალის ბირთვში ვერ ჩაიპრესება და უკან გამოიტყორცნება, როგორც ბურთი ახტება ხოლმე მყარი ზედაპირიდან (დ). წარმოქმნილი ტალღა, უკან სვლის დროს, თერმობირთვული რეაქციების ინიცირებას იწვევს(ე), ამ დროს გამოყოფილი ენერგია სრულიად საკმარისია ხსენებული გარსის მაღალი სიჩქარით მოშორებისათვის. ამ ტალღას დამატებითი ენერგიით ცენტრალური რეგიონებიდან გამოსხივებული ნეიტრინოები ამარაგებს. ითვლება, რომ II ტიპის ზეახლად ფეთქდება ვარსკვლავი, რომლის საწყისი მასა 8-10 მზის მასაზე მეტი იყო. აფეთქების ადგილზე ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი რჩება, ამ ობიექტების გარშემო კი, გარკვეული დროით, ვარსკვლავის ნარჩენი გაფართოებადი ნისლეულის სახით.

 ერთ-ერთი ყველაზე კაშკაშა ზეახალი (SN 2006gy) 2006 წლის 18 სექტემბერს (გალაქტიკა NGC 1260) დაფიქსირდა. მისი ელვარება თითქმის ორჯერ მეტი იყო აქამდე ცნობილ ზეახლებზე, რამაც ის ახალი კლასის კუთვნილებად აქცია – ჰიპერახალი. ამ ექსტრაორდინალური სიკაშკაშის ასახსნელად წარმოდგენილი იქნა თეორიები, მათ შორის ისეთი ეკზოტიკური, როგორიცაა ანტიმატერიის ანიჰილაცია და კვარკული ვარსკვლავის წარმოქმნა, ვარსკვლავის მრავალჯერადი აფეთქება, ორი მასიური ვარსკვლავის შეჯახება. მოწყობილობამ აფეთქებიდან წამოსული ნეიტრინოებისა და ანტინეიტრინოების მოსვლა ერთი და იგივე დროს დააფიქსირა, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ გრავიტაცია მატერიაზე და ანტიმატერიაზე ერთნაირად ზემოქმედებს.

 განსხვავებულია I ტიპის ზეახლის აფეთქების მექანიზმი (SN Ia). ეს არის ე.წ. თერმობირთვული ზეახალი, რომლის აფეთქების საფუძველია თერმობირთვული სინთეზი მკვრივ, ნახშირბადისა და ჟანგბადისგან შემდგარ ვარსკვლავურ ბირთვში. ასეთი ვარსკვლავი ორმაგ სისტემაშია გაერთიანებული, სადაც ერთ-ერთი ნორმალური ვარსკვლავია, მეორე კი თეთრი ჯუჯა (მომავალი ზეახალი. მისი მასა თითქმის მზის მასის ტოლია, თუმცა ძალიან პატარაა ზომით, ანუ ძალიანაა შეკუმშული).

 თეთრ ჯუჯაზე, კომპანიონი ვარსკვლავიდან მატერია გადაედინება, გროვდება და გარკვეული დროის მერე ტემპერატურა (3×10⁸ K) და წნევა აღწევს სიდიდეს, რომელიც ნახშირბად-ჟანგბადის ნაზავის თერმობირთვული წვის დაწყებისთვის არის საჭირო. სხვაობა სიმკვრივეში ცენტრალურ და გარე ფენებს შორის კონვექციური პროცესების გაძლიერებას იწვევს (ნივთიერებების ერთმანეთში არევა დუღილის მაგვარ  მოძრაობაში). თერმობირთვული წვა, ცენტრიდან გარე ფენებისკენ ვრცელდება, პროცესი კიდევ უფრო ძლიერდება, გამოყოფილი ენერგია კი ვარსკვლავის გარსის შემადგენელ მატერიას კოსმოსში გამოტყორცნის, ხდება Ia ტიპის ზეახლის აფეთქება, ჯუჯას ადგილზე კი ნეიტრონული ვარსკვლავის ან შავი ხვრელის წარმოქმნა არ ხდება. ამავე ტიპს მიეკუთვნება ორი თეთრი ჯუჯას შერწყმით მომხდარი აფეთქებაც.

 არსებობს SN Ib და Ic ტიპის ზეახლებიც. მათი წინამორბედი ორმაგ ვარსკვლავურ სისტემებში გაერთიანებული მასიური ვარსკვლავებია, განსხვავებით II ტიპისგან, როცა ზეახლად ანთებას მარტოხელა ვარსკვლავი განიცდის.