Detta röntgenfoto från Chandra visar Cassiopeia A (kort A), den yngsta rest av supernova i Vintergatan.
(Bild: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage et al.)
En bländande ljus stjärna brister i sikten i ett hörn av natthimlen - den var inte där för bara några timmar sedan, men nu brinner den som en fyr.
Den ljusa stjärnan är faktiskt inte en stjärna, åtminstone inte längre. Den lysande punkten i ljuset är explosionen av en stjärna som har nått slutet av sitt liv, annars känd som en supernova.
Supernovaer kan kort överskåda hela galaxer och stråla mer energi än vår sol kommer att göra under hela sin livstid. De är också den primära källan till tunga element i universum. Enligt NASA är supernovaer "den största explosionen som sker i rymden."
Supernovas observationer
Olika civilisationer spelade in supernovaer långt innan teleskopet uppfanns. Den äldsta inspelade supernova är RCW 86, som kinesiska astronomer såg i A.D. 185. Deras uppgifter visar att denna "gäststjärna" stannade på himlen i åtta månader, enligt NASA.
Innan det tidiga 1600-talet (när teleskop blev tillgängliga) finns det bara sju inspelade supernovaer, enligt Encyclopedia Britannica.
Det vi idag vet som Crab Nebula är det mest kända av dessa supernovaer. Kinesiska och koreanska astronomer registrerade denna stjärnexplosion i sina poster 1054, och sydvästliga indianer kan ha sett den också (enligt stenmålningar i Arizona och New Mexico). Supernova som bildade Crab Nebula var så ljus att astronomer kunde se den under dagen.
Andra supernovaer som observerades innan teleskopet uppfanns uppstod 393, 1006, 1181, 1572 (studerat av den berömda astronomen Tycho Brahe) och 1604. Brahe skrev om sina observationer av den "nya stjärnan" i sin bok, "De nova stella, "som gav upphov till namnet" nova. " En nova skiljer sig dock från en supernova. Båda är plötsliga ljusutbrott när heta gaser blåses utåt, men för en supernova är explosionen kataklysmisk och betyder slutet på stjärnans liv, enligt Encyclopedia Britannica.
Begreppet "supernova" användes inte förrän på 1930-talet. Dess första användning var av Walter Baade och Fritz Zwicky vid Mount Wilson Observatory, som använde den i relation till en explosiv händelse de observerade, kallad S Andromedae (även känd som SN 1885A). Det var beläget i Andromeda Galaxy. De föreslog också att supernovor händer när vanliga stjärnor kollapsar till neutronstjärnor.
I modern tid var en av de mer berömda supernovorna SN 1987A från 1987, som fortfarande studeras av astronomer eftersom de kan se hur en supernova utvecklas under de första decennierna efter explosionen.
Stjärnedöd
I genomsnitt kommer en supernova att inträffa ungefär var 50: e år i en galax som är storleken på Vintergatan. Sagt på ett annat sätt, en stjärna exploderar varje sekund någonstans i universum, och några av dem är inte så långt från Jorden. För ungefär 10 miljoner år sedan skapade ett kluster av supernovaer "Local Bubble", en 300-ljusår, jordnötsformad gasbubbla i det interstellära mediet som omger solsystemet.
Exakt hur en stjärna dör beror delvis på dess massa. Vår sol har till exempel inte tillräckligt med massa för att explodera som en supernova (även om nyheten för Jorden fortfarande inte är bra, för när solen slutar kärnbränsle, kanske om ett par miljarder år, kommer den att svälla till en röd jätte som troligen kommer att förånga vår värld, innan den gradvis kyls till en vit dvärg). Men med rätt mängd massa kan en stjärna brinna ut i en eldig explosion.
En stjärna kan gå supernova på ett av två sätt:
- Supernova av typ I: stjärna ackumulerar materia från en närliggande granne tills en kärnkraftsreaktion antändas.
- Supernova av typ II: stjärna tar slut på kärnbränsle och kollapsar under sin egen tyngdkraft.
Supernovaer av typ II
Låt oss först titta på den mer spännande typ II. För att en stjärna ska explodera som en typ II-supernova måste den vara flera gånger mer massiv än solen (uppskattningarna går från åtta till 15 solmassor). Liksom solen kommer den så småningom att bli tom för väte och sedan heliumbränsle i dess kärna. Men det kommer att ha tillräckligt med massa och tryck för att smälta kol. Så här händer:
- Gradvis tyngre element byggs upp i mitten, och det blir lager som en lök, med element blir lättare mot utsidan av stjärnan.
- När stjärnskärnan överträffar en viss massa (Chandrasekhar-gränsen) börjar stjärnan att implodera (av denna anledning är dessa supernovaer också kända som kärnkollaps-supernovor).
- Kärnan värms upp och blir tätare.
- Så småningom studsar implosionen tillbaka från kärnan och förvisar det stjärnmaterialet ut i rymden och bildar supernova.
Det som finns kvar är ett ultratätt föremål som kallas en neutronstjärna, ett objekt i stor storlek som kan packa solens massa i ett litet utrymme.
Det finns underkategorier av supernovor av typ II, klassificerade baserat på deras ljuskurvor. Ljuset för supernovor av typ II-L minskar stadigt efter explosionen, medan typ II-P: s ljus förblir stabilt en tid innan det minskar. Båda typerna har vätgasens signatur i sitt spektra.
Stjärnor som är mycket mer massiva än solen (cirka 20 till 30 solmassor) exploderar kanske inte som en supernova, tror astronomer. Istället kollapsar de för att bilda svarta hål.
Supernovaer av typ I
Supernovaer av typ I saknar vätesignatur i deras ljusspektra.
Supernovaer av typ Ia tros vanligen komma från vita dvärgstjärnor i ett nära binärt system. När den ledsagande stjärnans gas samlas på den vita dvärgen, komprimeras den vita dvärgen gradvis och startar så småningom en kämpe reaktion inuti som så småningom leder till ett kataklysmiskt supernovautbrott.
Astronomer använder typ Ia-supernovor som "standardljus" för att mäta kosmiska avstånd, eftersom alla tros bränna med lika ljusstyrka vid sina toppar.
Supernovor av typ Ib och Ic genomgår också kärnkollaps precis som supernovor av typ II, men de har tappat de flesta av sina yttre vätehöljen. Under 2014 upptäckte forskare den svaga, svårt att hitta följeslagaren till en typ Ib-supernova. Sökningen förbrukade två decennier, eftersom den följeslagna stjärnan lyste mycket svagare än den ljusa supernova.
Tagen på bar gärning
Nyligen genomförda studier har funnit att supernovor vibrerar som gigantiska högtalare och avger en hörbar brum innan de exploderar.
År 2008 fångade forskare en supernova för att explodera för första gången. Medan man tittade på sin datorskärm förväntade astronomen Alicia Soderberg se den lilla glödande fläcken från en månad gammal supernova. Men vad hon och hennes kollega i stället såg var en konstig, extremt ljus, fem minuters spräng av röntgenstrålar.
Med den observationen blev de de första astronomerna som fångade en stjärna i exploderande handlingen. Den nya supernova kallades SN 2008D. Ytterligare studier har visat att supernova hade några ovanliga egenskaper.
"Våra observationer och modellering visar att detta är en ganska ovanlig händelse, för att bättre förstås i termer av ett objekt som ligger vid gränsen mellan normala supernovaer och gammastrålspräng," Paolo Mazzali, en italiensk astrofysiker vid Padova-observatoriet och Max- Planck Institute for Astrophysics, berättade Space.com i en intervju 2008.
Ytterligare rapporter från Elizabeth Howell och Nola Taylor Redd, Space.com-bidragsgivare
Ytterligare resurser
- I tidskriften Science diskuterar astronomer "The Metamorphosis of Supernova SN 2008D."
- Inom Astronomy & Astrophysics samarbetade astronomer om en artikel, "Begränsningar för högenergiutsläpp från SN 2008D."
- Ett pressmeddelande från NASA från 2008 meddelar observationen av en supernova som exploderar.
