Supernowa

Astronomia: Kosmos, Pojęcia astronomiczne 1 325 0

Obraz Mgławicy Ślimaka (NGC 7293) został stworzony z obrazów uzyskanych za pomocą Wide Field Imager (WFI), astronomicznej kamery przymocowanej do 2,2-metrowego teleskopu Max-Planck Society/ESO znajdującego się w obserwatorium La Silla w Chile. Poświata niebiesko-zielonego środka spirali pochodzi z atomów tlenu świecących pod wpływem intensywnego promieniowania ultrafioletowego działającego na centralną gwiazdę i gorący gaz o temperaturze 120 000°C. Dalej od gwiazdy i poza pierścieniem węzłów, widoczny jest kolor czerwony - to nic innego jak wodór i azot. Uważne spojrzenie na centralną części tego obiektu ujawnia nie tylko węzły, ale również wiele odległych galaktyk widzianych przez rozprzestrzeniający się gaz.
Obraz Mgławicy Ślimaka (NGC 7293) został stworzony z obrazów uzyskanych za pomocą Wide Field Imager (WFI), astronomicznej kamery przymocowanej do 2,2-metrowego teleskopu Max-Planck Society/ESO znajdującego się w obserwatorium La Silla w Chile. Poświata niebiesko-zielonego środka spirali pochodzi z atomów tlenu świecących pod wpływem intensywnego promieniowania ultrafioletowego działającego na centralną gwiazdę i gorący gaz o temperaturze 120 000°C. Dalej od gwiazdy i poza pierścieniem węzłów, widoczny jest kolor czerwony – to nic innego jak wodór i azot. Uważne spojrzenie na centralną części tego obiektu ujawnia nie tylko węzły, ale również wiele odległych galaktyk widzianych przez rozprzestrzeniający się gaz.
Jedna z teorii głosi, że cały wszechświat został zapoczątkowany przez Wielki Wybuch, który wyłonił się z ciemności i pustej przestrzeni, gdzie nie było nawet czasu. Z jednego punktu miałyby wyzwolić się gazy, pyły i inne pierwiastki potrzebne do tworzenia się materii gwiezdnej, a następnie powstać gwiazdy, planety, a nawet całe układy słoneczne i galaktyki. W kosmosie można zaobserwować wiele eksplozji i jasne punkty, które po kilku tygodniach lub miesiącach stają się niewidoczne lub prawie niewidoczne. Tego rodzaju wybuchy określane są mianem supernowej.

Supernowa to zatem potężny wybuch w przestrzeni kosmicznej. W jaki sposób dochodzi do eksplozji? Są dwie możliwości. W pierwszym przypadku reakcje termojądrowe przestają zachodzić w jądrze masywnej gwiazdy, w rezultacie gwiazda zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem. W innym przepadku sprawcą jest biały karzeł. Pobiera on z sąsiedniej gwiazdy masę tak długo, aż przekroczy ona masę Chandrasekhara, co z kolei wywołuje eksplozję termojądrową. Obie przyczyny powodują, że powstaje wybuch supernowej i w przestrzeń wyrzucana jest większość lub cała materia gwiazdy, w wyniku czego powstaje nietrwała mgławica, która po kilkudziesięciu tysiącach lat znika bez śladu. Droga Mleczna zawiera ślady przynajmniej 265 eksplozji supernowych.

Supernowa po eksplozji pozostawia mgławicę i pierwiastki cięższe niż tlen i żelazo. To dzięki eksplozjom supernowych miliardy lat temu w naszym organizmie obecne są różne pierwiastki chemiczne, a wśród nich wapń, żelazo w kościach, hemoglobina itd.

Żeby doszło do wybuchu supernowej, „umrzeć” musi gwiazda, która jest co najmniej osiem razy większa od masy naszego Słońca, a tego rodzaju obiektów jest ogromna ilość we wszechświecie. Śmierć wielkiej gwiazdy powoduje wyrzucenie w kosmos wielu cennych pierwiastków, które przyczyniają się do powstania życia i w ten sposób mogą powstawać kolejne gwiazdy oraz planety. Naukowcy konstruują rozmaite narzędzia, dzięki którym obserwacja eksplozji supernowej jest możliwa.

Wybuch supernowej w pobliżu Ziemi

Z czysto hipotetycznego punktu widzenia w przypadku bliskiego wybuchu supernowej Ziemia utraciłaby atmosferę, świat pokryłaby zimna noc, a emitowane promieniowanie zniszczyłoby wszelkie życie na Ziemi.

Na początku XVII stulecia, a konkretnie w roku 1604 widać było eksplodującą w naszej galaktyce supernową. Była ona widoczna gołym okiem z Ziemi.

Supernowa Betelgeza - wizja artystyczna. Według szacunków naukowców ta oddalona o ok. 640 lat świetlnych od Ziemi gwiazda ma największe szanse na stanie się supernową. W nomenkulaturze astronomicznej Betelgeuse określana jest mianem czerwonego nadolbrzyma ze względu na swoje rozmiary.
Supernowa Betelgeza – wizja artystyczna. Według szacunków naukowców ta oddalona o ok. 640 lat świetlnych od Ziemi gwiazda ma największe szanse na stanie się supernową. W nomenkulaturze astronomicznej Betelgeuse określana jest mianem czerwonego nadolbrzyma ze względu na swoje rozmiary.

Podział supernowych

Supernowe można podzielić na różne typy. Czym różnią się poszczególne rodzaje?

  • Supernowa typu Ia charakteryzuje się tym, że w widmie nie ma śladu helu. W pobliżu maksimum jasności znajdują się linie absorpcyjne krzemu. A jak one powstają? Jedna teoria głosi, że biały karzeł ściąga materię z większej gwiazdy. Druga zaś głosi, że supernowa wybucha w wyniku zderzenia dwóch białych karłów.
    Supernowe typu Ib oraz Ic charakteryzują się tym, że w początkowych okresach linie wodoru w widmach nie występują. A w okolicach 615 nanometra nie widać absorpcji krzemu. Możliwe, że eksplozje tego typu spowodowane są masywnymi gwiazdami, które utraciły większość warstw zewnętrznych przed wyczerpaniem całego paliwa jądrowego. Warstwy zewnętrzne mogły zostać utracone w wyniku działania silnego wiatru gwiazdowego.
  • Jest jeszcze supernowa typu II. W tym wypadku wybuch jest konsekwencją ewolucji gwiazd o masie 20-krotnie przekraczającej masę Słońca. Ich jądro, które jest złożone z kobaltu, niklu i żelaza z czasem otoczone jest coraz lżejszymi pierwiastkami. Następnie w toku skomplikowanych reakcji dochodzi do eksplozji. Gwiazda taka zostaje gwiazdą neutronową lub czarną dziurą.

W jaki sposób naukowcy obserwują supernowe?

Naukowcy z NASA korzystają z różnych teleskopów do poszukiwania i badania supernowych. Niektóre teleskopy służą do obserwacji światła widzialnego od momentu wybuchu. Inni korzystają z promieni rentgenowskich i promieni gamma. Zarówno teleskop Hubble’a NASA i Teleskop Kosmiczny Chandra zarejestrowały obrazy supernowych.

W czerwcu 2012 roku NASA uruchomiła pierwszy na orbicie teleskop, który skupia światło w obszarze wysokich energii widma elektromagnetycznego. Nuclear Spectroscopic Telescope Array ma wiele zadań do wykonania, w tym poszukiwanie zapadających gwiazd i czarnych dziur, w tym także pozostałości do supernowych.

Możliwości obserwacyjne supernowej

Nie zawsze zaobserwowanie supernowej wymaga posiadania odpowiedniego sprzętu oraz kwalifikacji. Na przykład w 2008 roku nastolatek odkrył supernową, a następnie w styczniu 2011 roku 10-letnia dziewczynka z Kanady odkryła supernową, patrząc na nocne niebo obserwowane za pomocą komputera.

Warto wiedzieć!

  • Biały karzeł – gwiazda pod koniec jej cyklu życia, która wykorzystała większość lub całość paliwa jądrowego, o wielkości podobnej do Ziemi. Zdegenerowana materia emituje m.in. promieniowanie widzialne.
  • X-ray (promieniowanie rentgenowskie) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o bardzo krótkiej długości fali i bardzo wysokiej energii. Promienie X mają krótsze długości fali niż światło ultrafioletowe, ale dłuższe fale niż promieniowanie gamma.
  • Promieniowanie gamma – najwyższa energia przy najkrótszej długości fali promieniowania elektromagnetycznego.

Related Articles