Det finns några få platser i universum som trotsar förståelse. Och supernovaer måste vara de mest extrema platserna du kan föreställa dig. Vi talar om en stjärna med potentiellt dussintals gånger storleken och massan på vår egen sol som våldsamt dör i en fraktion av en sekund.
Snabbare än det tar mig att säga ordet supernova, en fullständig stjärna kollapsar i sig själv, skapar ett svart hål, bildar de tätare elementen i universum och exploderar sedan utåt med energin från miljoner eller till och med miljarder stjärnor.
Men inte i alla fall. I själva verket finns supernovaer i olika smaker, från olika typer av stjärnor, som slutar med olika slags explosioner och producerar olika slags rester.
Det finns två huvudtyper av supernovaer, typ I och typ II. Jag vet att det låter lite intuitivt, men låt oss börja med Type II först.
Dessa är supernovaerna som produceras när massiva stjärnor dör. Vi har gjort en hel show om den processen, så om du vill titta på den nu kan du klicka här.
Men här är den kortare versionen.
Stjärnor omvandlar, som ni vet väte till fusion i deras kärna. Denna reaktion frigör energi i form av fotoner, och detta ljustryck pressar mot tyngdkraften som försöker dra stjärnan in i sig själv.
Vår sol, har inte massan för att stödja fusionsreaktioner med element bortom väte eller helium. Så när allt helium har använts, stannar fusionsreaktionerna och solen blir en vit dvärg och börjar svalna.
Men om du har en stjärna med 8-25 gånger solens massa, kan den smälta tyngre element i dess kärna. När det går tom för väte, byter det till helium, och sedan kol, neon, etc, hela vägen upp till det periodiska elementet. När det når järn tar emellertid fusionsreaktionen mer energi än den producerar.
De yttre lagren av stjärnan kollapsar inåt i en bråkdel av en sekund och detonerar sedan som en typ II supernova. Du sitter kvar med en otroligt tät neutronstjärna som rest.
Men om den ursprungliga stjärnan hade mer än cirka 25 gånger solens massa, inträffar samma kärnkollaps. Men kraften i materialet som faller inåt kollapsar kärnan i ett svart hål.
Extremt massiva stjärnor med mer än 100 gånger solens massa exploderar bara utan spår. Kort efter Big Bang fanns det faktiskt stjärnor med hundratals och kanske till och med tusentals gånger solens massa av rent väte och helium. Dessa monster skulle ha levt mycket korta liv, detonerar med en obegriplig mängd energi.
Dessa är typ II. Typ I är lite sällsyntare och skapas när du har en väldigt konstig binärstjärnsituation.
En stjärna i paret är en vit dvärg, den långa döda rest av en huvudsekvensstjärna som vår sol. Följeslagaren kan vara någon annan typ av stjärna, som en röd jätte, huvudsekvensstjärna eller till och med en annan vit dvärg.
Det som är viktigt är att de är tillräckligt nära så att den vita dvärgen kan stjäla materien från sin partner och bygga upp den som en kvävande filt av potentiell explosivitet. När den stulna mängden når 1,4 gånger solens massa, exploderar den vita dvärgen som en supernova och förångas helt.
På grund av detta 1,4-förhållande använder astronomer supernovaer av typ Ia som ”standardljus” för att mäta avstånd i universum. Eftersom de vet hur mycket energi det detonerar med kan astronomer beräkna avståndet till explosionen.
Det finns förmodligen andra, ännu mer sällsynta händelser som kan utlösa supernovaer, och ännu kraftigare hypernovaer och gammastrålar. Dessa involverar antagligen kollisioner mellan stjärnor, vita dvärgar och till och med neutronstjärnor.
Som du antagligen har hört använder fysiker partikelacceleratorer för att skapa mer massiva element i det periodiska systemet. Element som ununseptium och ununtrium. Det tar enorm energi att skapa dessa element i första hand, och de håller bara i en bråkdel av en sekund.
Men i supernovaer skulle dessa element skapas och många andra. Och vi vet att det inte finns några stabila element längre upp i det periodiska systemet eftersom de inte är här i dag. En supernova är en mycket bättre materiekrossare än någon partikelaccelerator vi någonsin kunde föreställa oss.
Nästa gång du hör en berättelse om en supernova, lyssna noga på vilken typ av supernova det var: typ I eller typ II. Hur mycket massa hade stjärnan? Det hjälper din fantasi att svepa din hjärna runt denna fantastiska händelse.
