Supernova

σουπερνόβα SN1994 D στον γαλαξία NGC4526

Σε ολόκληρη την ιστορία των αστρονομικών παρατηρήσεων, μόνο 6 εκρήξεις σουπερνόβα έχουν παρατηρηθεί με γυμνό μάτι. Το 1054, μετά από μια έκρηξη σουπερνόβα, εμφανίστηκε στον «ουρανό» μας; Νεφέλωμα καβουριού. Η έκρηξη του 1604 ήταν ορατή για τρεις εβδομάδες ακόμη και κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου εξερράγη το 1987. Αλλά αυτός ο σουπερνόβα βρισκόταν 169000 έτη φωτός μακριά από τη Γη, οπότε ήταν δύσκολο να το δεις.

Στα τέλη Αυγούστου 2011, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα σουπερνόβα λίγες μόνο ώρες μετά την έκρηξή του. Αυτό είναι το πλησιέστερο αντικείμενο αυτού του τύπου που ανακαλύφθηκε τα τελευταία 25 χρόνια. Οι περισσότεροι σουπερνόβα απέχουν τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός από τη Γη. Αυτή τη φορά, ο λευκός νάνος εξερράγη μόλις 21 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Ως αποτέλεσμα, το αστέρι που εξερράγη μπορεί να φανεί με κιάλια ή ένα μικρό τηλεσκόπιο στον γαλαξία Pinwheel (M101), που βρίσκεται από την άποψή μας όχι μακριά από τη Μεγάλη Άρκτο.

Πολύ λίγα αστέρια πεθαίνουν ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας γιγαντιαίας έκρηξης. Οι περισσότεροι φεύγουν ήσυχα. Ένα αστέρι που θα μπορούσε να γίνει σουπερνόβα θα έπρεπε να έχει δέκα έως είκοσι φορές μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο μας. Είναι αρκετά μεγάλα. Τέτοια αστέρια έχουν μεγάλο απόθεμα μάζας και μπορούν να φτάσουν σε υψηλές θερμοκρασίες πυρήνα και έτσι;Δημιουργούν; βαρύτερα στοιχεία.

Στις αρχές της δεκαετίας του 30, ο αστροφυσικός Fritz Zwicky μελέτησε τις μυστηριώδεις λάμψεις φωτός που εμφανίζονταν περιστασιακά στον ουρανό. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι όταν ένα αστέρι καταρρέει και φθάνει σε πυκνότητα συγκρίσιμη με την πυκνότητα ενός ατομικού πυρήνα, σχηματίζεται ένας πυκνός πυρήνας στον οποίο τα ηλεκτρόνια από «διασπώνται»; τα άτομα θα πάνε στους πυρήνες για να σχηματίσουν νετρόνια. Έτσι θα σχηματιστεί ένα αστέρι νετρονίων. Μια κουταλιά της σούπας του πυρήνα ενός αστέρα νετρονίων ζυγίζει 90 δισεκατομμύρια κιλά. Ως αποτέλεσμα αυτής της κατάρρευσης, θα δημιουργηθεί μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, η οποία απελευθερώνεται γρήγορα. Ο Zwicky τους ονόμασε σουπερνόβα.

Η απελευθέρωση ενέργειας κατά τη διάρκεια της έκρηξης είναι τόσο μεγάλη που για αρκετές ημέρες μετά την έκρηξη υπερβαίνει την τιμή της για ολόκληρο τον γαλαξία. Μετά την έκρηξη, ένα ταχέως διαστελλόμενο εξωτερικό κέλυφος παραμένει, που μεταμορφώνεται σε πλανητικό νεφέλωμα και πάλσαρ, αστέρι βαρυονίου (νετρονίου) ή μαύρη τρύπα.Το νεφέλωμα που σχηματίστηκε με αυτόν τον τρόπο καταστρέφεται ολοσχερώς μετά από αρκετές δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Αλλά αν, μετά από μια έκρηξη σουπερνόβα, η μάζα του πυρήνα είναι 1,4-3 φορές τη μάζα του Ήλιου, εξακολουθεί να καταρρέει και να υπάρχει ως αστέρι νετρονίων. Τα αστέρια νετρονίων περιστρέφονται (συνήθως) πολλές φορές το δευτερόλεπτο, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας με τη μορφή ραδιοκυμάτων, ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα. Εάν η μάζα του πυρήνα είναι αρκετά μεγάλη, ο πυρήνας καταρρέει για πάντα. Το αποτέλεσμα είναι μια μαύρη τρύπα. Όταν εκτινάσσεται στο διάστημα, η ουσία του πυρήνα και του κελύφους ενός σουπερνόβα επεκτείνεται στον μανδύα, που ονομάζεται κατάλοιπο σουπερνόβα. Σε σύγκρουση με τα γύρω νέφη αερίου, δημιουργεί ένα μέτωπο κρουστικών κυμάτων και απελευθερώνει ενέργεια. Αυτά τα σύννεφα λάμπουν στην ορατή περιοχή των κυμάτων και είναι ένα κομψό γιατί πολύχρωμο αντικείμενο για τους αστρογράφους.

Η επιβεβαίωση της ύπαρξης άστρων νετρονίων ελήφθη μόλις το 1968.