Det er noen få steder i universet som trosser forståelse. Og supernovaer må være de mest ekstreme stedene du kan forestille deg. Vi snakker om en stjerne med potensielt flere titalls ganger størrelsen og massen av vår egen sol som voldsomt dør i en fraksjon av et sekund.
Raskere enn det tar meg å si ordet supernova, en fullstendig stjerne kollapser i seg selv, skaper et svart hull, danner de tettere elementene i universet, og eksploderer deretter utover med energien til millioner eller til og med milliarder av stjerner.
Men ikke i alle tilfeller. Faktisk kommer supernovaer i forskjellige smaker, fra forskjellige slags stjerner, som ender opp med forskjellige typer eksplosjoner, og produserer forskjellige typer rester.
Det er to hovedtyper av supernovaer, Type I og Type II. Jeg vet at dette høres litt intuitivt ut, men la oss begynne med Type II først.
Dette er supernovaene som produseres når massive stjerner dør. Vi har gjort et helt show om prosessen, så hvis du vil se den nå, kan du klikke her.
Men her er den kortere versjonen.
Stjerner konverterer som kjent hydrogen til fusjon i kjernen deres. Denne reaksjonen frigjør energi i form av fotoner, og dette letttrykket skyver mot tyngdekraften som prøver å trekke stjernen inn i seg selv.
Solen vår, har ikke massen til å støtte fusjonsreaksjoner med elementer utover hydrogen eller helium. Så når all helium er brukt opp, stopper fusjonsreaksjonene og solen blir en hvit dverg og begynner å kjøle seg ned.
Men hvis du har en stjerne med 8-25 ganger solens masse, kan den smelte sammen tyngre elementer i kjernen. Når det går tom for hydrogen, går det over til helium, og deretter karbon, neon osv., Helt opp i det periodiske elementet. Når det når jern, tar imidlertid fusjonsreaksjonen mer energi enn den produserer.
De ytre lagene til stjernen kollapser innover i et brøkdel av et sekund, og detonerer deretter som en Type II supernova. Du sitter igjen med en utrolig tett nøytronstjerne som rest.
Men hvis den opprinnelige stjernen hadde mer enn omtrent 25 ganger solens masse, skjer den samme kjernekollapsen. Men kraften til materialet som faller innover, kollapser kjernen i et svart hull.
Ekstremt massive stjerner med mer enn 100 ganger solenes masse eksploderer bare sporløst. Faktisk, like etter Big Bang, var det stjerner med hundrevis, og kanskje tusenvis av ganger solens masse laget av rent hydrogen og helium. Disse monstrene ville ha levd veldig korte liv, detonert med en uforståelig mengde energi.
De er type II. Type I er litt sjeldnere, og blir til når du har en veldig merkelig binærstjernesituasjon.
En stjerne i paret er en hvit dverg, den lange døde rest av en stjerne i hovedsekvensen som vår sol. Ledsageren kan være en hvilken som helst annen type stjerne, som en rød kjempe, hovedsekvensstjerne eller til og med en annen hvit dverg.
Det som betyr noe er at de er nær nok til at den hvite dvergen kan stjele materien fra partneren sin, og bygge den opp som et kvelende teppe med potensiell eksplosivitet. Når den stjålne mengden når 1,4 ganger solens masse, eksploderer den hvite dvergen som en supernova og fordamper fullstendig.
På grunn av dette 1,4-forholdet bruker astronomer supernovaer av type Ia som “standardlys” for å måle avstander i Universet. Siden de vet hvor mye energi det detonerte med, kan astronomer beregne avstanden til eksplosjonen.
Det er sannsynligvis andre, enda mer sjeldne hendelser som kan utløse supernovaer, og enda kraftigere hypernovaer og gammastråler. Disse involverer sannsynligvis kollisjoner mellom stjerner, hvite dverger og til og med nøytronstjerner.
Som du sikkert har hørt, bruker fysikere partikkelakseleratorer for å lage mer massive elementer i det periodiske systemet. Elementer som ununseptium og ununtrium. Det tar enorm energi å lage disse elementene i utgangspunktet, og de varer bare i et brøkdel av et sekund.
Men i supernovaer ville disse elementene bli skapt, og mange andre. Og vi vet at det ikke er noen stabile elementer lenger opp i det periodiske systemet fordi de ikke er her i dag. En supernova er en langt bedre materie cruncher enn noen partikkelakselerator vi noen gang kunne forestille oss.
Neste gang du hører en historie om en supernova, kan du lytte nøye etter hva slags supernova det var: Type I eller Type II. Hvor mye masse hadde stjernen? Det vil hjelpe fantasien din rundt hjernen din rundt denne fantastiske hendelsen.
