Tato rentgenová fotografie Chandra ukazuje Cassiopeii A (zkráceně Cas A), nejmladší zbytek supernovy v Mléčné dráze.
(Obrázek: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage a kol.)
V rohu noční oblohy se rozzářila oslnivě jasná hvězda - nebyla tam před pár hodinami, ale teď hoří jako maják.
Tato jasná hvězda ve skutečnosti není hvězdou, alespoň už ne. Brilantním bodem světla je exploze hvězdy, která dosáhla konce svého života, jinak známého jako supernova.
Supernovae může krátce zastínit celé galaxie a vyzařovat více energie, než naše slunce bude během celého svého života. Jsou také primárním zdrojem těžkých prvků ve vesmíru. Podle NASA jsou supernovy „největší explozí ve vesmíru“.
Historie pozorování supernovy
Mnohé civilizace zaznamenávaly supernovy dlouho předtím, než byl vynalezen dalekohled. Nejstarší zaznamenanou supernovou je RCW 86, kterou čínští astronomové viděli v roce A.D. 185. Jejich záznamy ukazují, že tato „hostující hvězda“ zůstala na obloze podle NASA osm měsíců.
Před začátkem 17. století (kdy byly dalekohledy k dispozici) bylo podle Encyclopedia Britannica zaznamenáno pouze sedm supernov.
To, co dnes známe jako Krabí mlhovina, je nejslavnější z těchto supernov. Čínští a korejští astronomové zaznamenali tuto hvězdnou explozi ve svých záznamech v roce 1054 a jihozápadní domorodí Američané ji možná také viděli (podle skalních obrazů viděných v Arizoně a Novém Mexiku). Supernova, která tvořila Krabí mlhovinu, byla tak jasná, že ji astronomové mohli vidět během dne.
Další supernovy, které byly pozorovány před vynalezením dalekohledu, se vyskytly v letech 393, 1006, 1181, 1572 (studoval známý astronom Tycho Brahe) a 1604. Brahe ve své knize psal o svých pozorováních „nové hvězdy“, „De nova stella, „což dalo vznik názvu„ nova “. Nova se však liší od supernovy. Oba jsou náhlé výbuchy jasu, protože horké plyny jsou foukány ven, ale pro supernovu je exploze kataklyzmatická a podle Encyclopedia Britannica znamená explozi hvězdy.
Termín „supernova“ byl používán až ve 30. letech 20. století. Jeho první použití bylo Walter Baade a Fritz Zwicky u Mount Wilson Observatory, kdo používal to ve vztahu k výbušné události oni pozorovali, volal S Andromedae (také známý jak SN 1885A). Nachází se v galaxii Andromeda. Navrhli také, že k supernovům dochází, když se obyčejné hvězdy zhroutí na neutronové hvězdy.
V moderní době byl jedním z nejznámějších supernov SN 1987A z roku 1987, který astronomové stále studují, protože vidí, jak se supernova vyvíjí v prvních několika desetiletích po výbuchu.
Hvězdná smrt
V průměru se supernova objeví v galaxii o velikosti Mléčné dráhy přibližně jednou za 50 let. Jinak řečeno, hvězda exploduje každou sekundu nebo tak někde ve vesmíru a některé z nich nejsou příliš daleko od Země. Asi před 10 miliony let vytvořil shluk supernov „Local Bubble“, 300letou světlou, bublinu plynu ve tvaru arašídů v mezihvězdném médiu obklopujícím sluneční soustavu.
Přesně to, jak hvězda umírá, závisí částečně na její hmotnosti. Naše slunce například nemá dostatek hmoty, aby explodovalo jako supernova (ačkoli zprávy pro Zemi stále nejsou dobré, protože jakmile slunce vyčerpá své jaderné palivo, možná za pár miliard let, bude to bobtnat do červeného obra, který bude pravděpodobně odpařovat náš svět, než se postupně ochladí na bílého trpaslíka). Ale při správném množství hmoty může hvězda při ohnivé explozi vyhořet.
Hvězda může jít supernovou jedním ze dvou způsobů:
- Supernova typu I: hvězda hromadí hmotu od sousedního souseda, dokud nezačne vzplanout uteklá jaderná reakce.
- Supernova typu II: hvězda vyčerpá jaderné palivo a zhroutí se pod vlastní gravitací.
Supernovy typu II
Pojďme se nejprve podívat na vzrušující typ II. Aby hvězda explodovala jako supernova typu II, musí být několikrát hmotnější než slunce (odhady probíhají od osmi do 15 solárních hmot). Stejně jako slunce, nakonec dojde v jeho jádru vodík a pak heliové palivo. Bude však mít dostatek hmoty a tlaku k roztavení uhlíku. Následuje následující postup:
- Ve středu se postupně vytvářejí těžší prvky, které se vrství jako cibule, přičemž prvky se zlehčují směrem ven z hvězdy.
- Jakmile jádro hvězdy překoná určitou hmotu (Chandrasekharův limit), hvězda se začne implodovat (z tohoto důvodu jsou tyto supernovy známé také jako supernovy jádra-kolaps).
- Jádro se zahřívá a stává se hustší.
- Nakonec se imploze odrazí zpět z jádra, vytlačí hvězdný materiál do vesmíru a vytvoří supernovu.
Zbývá ultrahustý objekt nazývaný neutronová hvězda, objekt velikosti města, který dokáže sbalit hmotu slunce na malém prostoru.
Existují subkategorie supernov typu II klasifikovaných na základě jejich světelných křivek. Světlo supernov typu II-L po výbuchu neustále klesá, zatímco světlo typu II-P zůstává po určitou dobu stabilní, než se sníží. Oba typy mají ve svých spektrech podpis vodíku.
Hvězdy mnohem hmotnější než Slunce (kolem 20 až 30 solárních hmot) nemusí explodovat jako supernova, říkají astronomové. Místo toho se zhroutí a vytvoří černé díry.
Supernovy typu I.
Supernovy typu I postrádají vodíkový podpis ve svých světelných spektrech.
Supernovy typu Ia jsou obecně považovány za pocházející z bílých trpaslíků v blízkém binárním systému. Jak se plyn doprovodné hvězdy hromadí na bílém trpaslíku, bílý trpaslík je postupně stlačován a nakonec odstartuje utečenou jadernou reakci uvnitř, která nakonec vede k výbuchu kataklyzmatické supernovy.
Astronomové používají supernovy typu Ia jako „standardní svíčky“ k měření kosmických vzdáleností, protože u všech se předpokládá, že na jejich vrcholech planou stejnou světlostí.
Supernovy typu Ib a Ic také procházejí kolapsem jádra stejně jako supernovy typu II, ale ztratily většinu svých vnějších vodíkových obalů. V roce 2014 vědci zjistili slabou, těžko lokalizovatelnou doprovodnou hvězdu supernovy typu Ib. Hledání trvalo dvě desetiletí, protože společenská hvězda zářila mnohem mdleji než jasná supernova.
Přistižen při činu
Nedávné studie zjistily, že supernovy vibrují jako obří reproduktory a před výbuchem vydávají slyšitelný zvuk.
V roce 2008 poprvé vědci chytili supernovu. Zatímco se astronomka Alicia Soderbergová dívala na obrazovku svého počítače, očekávala, že uvidí malý zářící šmouh měsíce staré supernovy. Ale ona a její kolega místo toho viděli, byl zvláštní, extrémně jasný, pětiminutový výbuch rentgenového záření.
S tímto pozorováním se stali prvními astronomy, kteří zachytili hvězdu při explozi. Nová supernova byla označena jako SN 2008D. Další studie ukázala, že supernova měla některé neobvyklé vlastnosti.
„Naše pozorování a modelování ukazují, že se jedná o poněkud neobvyklou událost, kterou je třeba lépe pochopit, pokud jde o objekt ležící na hranici mezi normálními supernovy a výbuchy gama,“ Paolo Mazzali, italský astrofyzik na Observatoři Padova a Max- Planck Institute pro astrofyziku, řekl Space.com v rozhovoru pro rok 2008.
Další zprávy od přispěvatelů Elizabeth Howell a Nola Taylor Redd, Space.com
Dodatečné zdroje
- V časopise Science astronomové diskutují o „Proměně Supernovy SN 2008D“.
- V astronomii a astrofyzice spolupracovali astronomové na článku „Omezení vysokoenergetických emisí neututinů z SN 2008D“.
- Tisková zpráva NASA z roku 2008 oznamuje pozorování exploze supernovy.
