Supernowa - co to za zjawisko?
Kosmos cały czas się rozszerza, zmienia i starzeje. Zachodzą w nim bardzo różne zjawiska, a jednym z nich jest ewolucja gwiazd. Tak jak wszystko we Wszechświecie, gwiazdy się rodzą, a następnie umierają. Niektóre robią to w bardzo spektakularny sposób, który określamy terminem supernowa - eksplodująca gwiazda. To widowiskowe zjawisko nie jest łatwe do wypatrzenia - nawet za pomocą profesjonalnego sprzętu jakim jest teleskop. Mimo to sprawdzimy dzisiaj, jakie sygnały z kosmosu mogą poprzedzać wybuch supernowej, a także przedstawimy Wam wszystkie najciekawsze informacje, które warto wiedzieć o śmierci gwiazd.
Supernowa - gwiazda, która umiera
Pojęcie supernowa zostało pierwszy raz użyte w latach 30. XX wieku przez szwajcarskiego astrofizyka - Fritza Zwicky'ego, który zauważył, że co jakiś czas na niebie pojawiają się zupełnie nowe gwiazdy. Jak sam jednak od razu stwierdził, nie są to wcale narodziny nowego obiektu, a nadchodząca śmierć gwiazdy, która się zapada, w wyniku czego wytwarzana jest olbrzymia ilość energii.
Nie wszystkie gwiazdy umierają w tak spektakularny sposób - jedynie te bardzo duże, które są kilka razy większe od naszego Słońca. Zachodzi w nich synteza jądrowa, zapewniające stałe ciśnienie do wewnątrz, co równoważy siły grawitacyjne spowodowane masą gwiazdy. Gdy zaczyna brakować paliwa do przeprowadzania reakcji termojądrowych, to ciśnienie słabnie, a jądro staje się coraz gęstsze i gorętsze. W pewnym momencie osiąga punkt krytyczny, a gdy jądro zaczyna składać się głównie z żelaza - fuzja zostaje przerwana. Natychmiast rozgrzewa się ono do miliardów stopni Celsjusza, a jego atomy zostają tak ściśnięte, że siła odpychania ich jąder powoduje rozerwanie gwiazdy.
Jak powstaje supernowa? Zjawiska poprzedzające wybuch gwiazdy
Wybuch supernowej to bardzo nagłe zdarzenie, a dla celów naukowych i obserwacyjnych, warto byłoby wiedzieć wcześniej, czy i kiedy nastąpi. Czy jesteśmy w stanie to przewidzieć? Wprawdzie wszystkie najważniejsze procesy zachodzą w jądrze gwiazdy, ale naukowcy niedawno odkryli, że pewne zjawiska mogą zwiastować wybuch supernowej. Przede wszystkim, gwiazda przed eksplozją wygląda jak czerwony nadolbrzym, a wokół niej gromadzą się gęste obłoki materii. Uwalnia je wybuch poprzedzający supernową, powodujący wyrzut materii o masie wynoszącej około 10% masy Słońca - w niecały rok dociera ona na orbitę i odpowiada za zwiększenie jasności gwiazdy.
Eksplozja supernowej
Jak wygląda wybuch supernowej?
Eksplozja supernowej to bardzo ważne zjawisko dla rozwoju kosmosu. Podczas wybuchu w przestrzeń kosmiczną zostaje wyrzucona ogromna ilość materii, która porusza się z prędkością kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu tysięcy kilometrów na sekundę. Znajdują się w niej pierwiastki, które np. stanowią budulec naszego ciała jak wapń lub żelazo - rozprzestrzeniły się one w kosmosie właśnie dzięki wybuchowi supernowej. To jedyny mechanizm, który umożliwił zaistnienie wszędzie w przestrzeni kosmicznej pierwiastków cięższych niż żelazo, a także główny sposób rozprzestrzeniania się pierwiastków cięższych niż tlen. Możemy więc z całą pewnością uznać, że życie na Ziemi mogło powstać dzięki zjawisku supernowej.
Co zostawia supernowa na niebie? Kolejne etapy po śmierci gwiazdy
Po wybuchu supernowej pozostaje mgławica, która jest dość nietrwałym obiektem - w skali istnienia Wszechświata. Ulega ona rozproszeniu i po kilkudziesięciu tysiącach lat całkowicie znika. Zdarza się jednak, że wybuch gwiazdy powoduje jej dalszą ewolucję - o ile znajduje się ona w układzie podwójnym.
Jeśli jedna z gwiazd ma na tyle silną grawitację, by przyciągnąć materię drugiej gwiazdy, to w pewnym momencie może stać się tak masywna, że osiągnie poziom granicy Chandrasekhara. To moment, w którym Biały Karzeł osiąga masę 1,44 masy Słońca, a ciśnienie w środku osiąga tak dużą wartość, że następuje wybuch supernowej. W takim przypadku, pozostałością po wybuchu są nieduże jądra neutronowe, czyli gwiazdy neutronowe.
Mgławica supernowej
Jeszcze inaczej może zakończyć się wybuch supernowej w układzie podwójnym, w którym jedna z gwiazd jest minimum dziesięć razy większa od Słońca. Pozostawi wtedy po sobie duże wypalone jądro, które może zapaść się pod wpływem swojej grawitacji, w wyniku czego powstanie czarna dziura.
Czy i jak możemy obserwować wybuch supernowej?
Supernowa może świecić na nocnym niebie miesiąc lub nawet kilka miesięcy, ale jedynie doświadczeni obserwatorzy zorientują się, że to na co patrzą to właśnie wybuch supernowej. Pozwoli wypatrzeć go już dobrej jakości teleskop lub luneta, jednak wymaga to od nas bardzo dobrej znajomości nieba. Jedynie wtedy będziemy w stanie stwierdzić, czy na niebie pojawiła się niespodziewanie nowa gwiazda - prawdopodobnie będzie to właśnie supernowa. Zjawisko to należy do jednego z najrzadziej obserwowanych i składa się na to kilka kwestii. Nie zdarzają się one wcale aż tak często, a ich odkrycie wymaga wykonywania setek tysięcy zdjęć nocnego nieba, a następnie żmudnej analizy. Znacznie ułatwiło to zautomatyzowanie systemu wykrywania supernowych, czym obecnie zajmują się komputery.
Najbardziej znane supernowe
Wybuchy supernowych były obserwowane już wieki temu, a niektóre z nich były tak mocne, że widziano je przez wiele miesięcy lub nawet za dnia. Pierwszą supernową odnotowaną w kronikach jest obiekt SN 185 z roku 185 n.e., który można było obserwować przez osiem miesięcy. SN1987A to natomiast supernowa z obłoku Magellana, która wybuchła w roku 1987 i była widoczna gołym okiem. Od kilku lat bardzo uważnie przyglądamy się gwieździe o nazwie Betelgeza i z niecierpliwością wyczekujemy jej supernowej, ponieważ z pewnością będzie ona widoczna z Ziemi i dostarczy nam spektakularnych wrażeń.
Zobacz podobne wpisy:
