Ve vesmíru je několik míst, která vzdorují porozumění. A supernovy musí být nejextrémnější místa, jakou si dokážete představit. Mluvíme o hvězdě s potenciálně desítkrát větší velikostí a hmotností našeho Slunce, která násilně zemře v zlomku sekundy.
Rychleji, než mi trvá, než řeknu slovo supernova, se na sebe zhroutí úplná hvězda, vytvoří černou díru, vytvoří hustší prvky ve vesmíru a poté vybuchne ven energií miliónů nebo dokonce miliard hvězd.
Ale ne ve všech případech. Supernovy ve skutečnosti přicházejí v různých příchutích, počínaje různými druhy hvězd, končící různými druhy výbuchů a produkujícími různé druhy zbytků.
Existují dva hlavní typy supernov, typ I a typ II. Vím, že to zní trochu čitelně intuitivně, ale nejprve začneme s typem II.
To jsou supernovy, které vznikly, když zemřely obrovské hvězdy. O tomto procesu jsme udělali celou show, takže pokud si ji chcete nyní prohlédnout, klikněte zde.
Ale tady je kratší verze.
Hvězdy, jak víte, přeměňují vodík na jadernou syntézu. Tato reakce uvolňuje energii ve formě fotonů a tento lehký tlak tlačí proti gravitační síle, která se snaží přitáhnout hvězdu na sebe.
Naše Slunce nemá hmotu, která by podporovala fúzní reakce s prvky za vodíkem nebo heliem. Jakmile se tedy vyčerpá celé hélium, fúzní reakce se zastaví a Slunce se stane bílým trpaslíkem a začne se ochladit.
Ale pokud máte hvězdu s 8-25krát větší hmotností než Slunce, může v jádru fúzovat těžší prvky. Když došel vodík, přepne se na hélium a pak na uhlík, neony atd. Až do periodické tabulky prvků. Když však dosáhne železa, fúzní reakce vyžaduje více energie, než produkuje.
Vnější vrstvy hvězdy se zhroutí dovnitř za zlomek vteřiny a poté vybuchnou jako supernova typu II. Jako zbytek vám zůstane neuvěřitelně hustá neutronová hvězda.
Pokud ale původní hvězda měla více než asi 25krát větší množství Slunce, dojde ke stejnému jádru. Ale síla materiálu padajícího dovnitř zřídí jádro do černé díry.
Extrémně masivní hvězdy s více než 100krát větší hmotností Slunce explodují beze stopy. Ve skutečnosti krátce po Velkém třesku existovaly hvězdy se stovkami a možná i tisícekrát hmotností Slunce vyrobeným z čistého vodíku a helia. Tato monstra by žila velmi krátký život a vybuchla s nepochopitelným množstvím energie.
Jedná se o typ II. Typ I je trochu vzácnější a vznikají, když máte velmi podivnou binární hvězdnou situaci.
Jedna hvězda v páru je bílý trpaslík, dlouhý mrtvý zbytek hvězdy hlavní sekvence, jako je naše Slunce. Společníkem může být jakýkoli jiný typ hvězdy, jako je červený obří, hlavní sekvence, nebo dokonce jiný bílý trpaslík.
Záleží na tom, že jsou dostatečně blízko, aby bílý trpaslík mohl ukrást hmotu od svého partnera, a postavit ji jako dusivý potah potenciální výbušnosti. Když ukradené množství dosáhne 1,4násobku hmotnosti Slunce, bílý trpaslík exploduje jako supernova a zcela se vypařuje.
Kvůli tomuto poměru 1,4 používají astronomové supernovy typu Ia jako „standardní svíčky“ k měření vzdáleností ve vesmíru. Protože vědí, s jakou energií detonovali, mohou astronomové vypočítat vzdálenost k výbuchu.
Pravděpodobně existují další, ještě vzácnější události, které mohou vyvolat supernovy a ještě silnější výbuchy hypernov a gama paprsků. Pravděpodobně se jedná o srážky mezi hvězdami, bílými trpaslíky a dokonce neutronovými hvězdami.
Jak jste pravděpodobně slyšeli, fyzici používají urychlovače částic k vytvoření mohutnějších prvků v periodické tabulce. Prvky jako ununseptium a ununtrium. Vytvoření těchto prvků vyžaduje především ohromnou energii a vydrží jen zlomek vteřiny.
Ale v supernovech by tyto prvky byly vytvořeny a mnoho dalších. A víme, že v periodické tabulce nejsou žádné stabilní prvky, protože dnes tu nejsou. Supernova je mnohem lepší hmota, než jakýkoli urychlovač částic, jaký jsme si kdy dokázali představit.
Až příště uslyšíte příběh o supernově, pozorně poslouchejte, o jaký druh supernovy to bylo: Typ I nebo Typ II. Kolik hmoty měla hvězda? To pomůže vaší fantazii zabalit mozek kolem této úžasné události.
