Supernova je
naziv koji potje�e od latinske rije�i nova, koju su astronomi
koristili kada je neka zvijezda zna�ajno poja�ala svoj sjaj
i time dostigla vizualnu magnitudu. Oni su tada mislili da
je to nova zvjiezda i za to su ih nazivali novama. Supernova
je naziv za veliku novu, a u zadnje vrijeme spominje se i
naziv hipernova, za neke iznimno jake i velike supernove.
Supernova je zapravo velika eksplozija u kojoj umire zvijezda
velike mase (supernove tipa Ib, Ic i II). Energija koja se
oslobodi pri takvoj eksploziji gotovo je nezamisliva. Toliko
energije Sunce nije proizvelo u cijelo svom �ivotu. �to je
to �to supernovi daje toliku energiju? Da bi to saznali,
moramo pogledati duboko u masivnu zvijezdu ne�to prije njene
smrti. Naravno da je to nemogu�e, ali teoretski se mo�e pretpostaviti
to�no �to se doga�a. Teoretski model se dobro poklapa sa
observacijama supernova kao �to su SN 1987A (supernova koja
je eksplodirala 1987. u Velikom Magellanovom oblaku).
 |
SN 1987A snimljena Hubble Space
Telescopeom; krugovi koji se vide oko zvijezde
zapravo imaju oblik pje��anog sata orkenutog dnom
prema nama, a predstavljaju ranije izba�enu materiju
(HST)
|
|
U jezgi stare i masivne
zvijezde doga�a se niz termonuklearnih reakcija kojima zvijezda
dobiva energiju. Kada temperatura
u centru takve zvijezde dosegne
nekoliko stotina milijuna kelvina, doga�aju se reakcije koje osloba�aju
�estice koje zovemo neutrinima. Oni su dana�njoj fizici
velika zagonetka: ne zna
se imaju li masu, no zna se da nose veliku koli�inu energije. Budu�i da
oni odnose energiju iz jezgre, zvijezda se mora ponovo
zagrijati novim nuklearnim
reakcijama ili kontrakcijom (stiskanjem). Kod supernove, nuklearne reakcije
u jezgi vi�e ne mogu stvarati energiju jer su atomi �eljeza prete�ki za
nove reakcije, pa je zvijezda prisiljena stisnuti se. Brzi
stisak zna�i brzo,
jako zagrijavanje (do 500 milijuna K) i nezamislive tlakove. U takvim uvjetima
pokre�e se reakcija u kojoj se protoni spajaju sa elektronima i stvaraju
neutrone i poplavu neutrina. Jezgra se tada zgusne do gusto�e koju zovemo
nuklearna gusto�a (tako su gusto poslo�eni protoni i neutroni u jezgri
atoma). Kada bi Zemlju stisnuli do nuklearne gusto�e, imala
bi samo 300 metara u
promjeru. Kod takve gusto�e kontrakcija se ne nastavlja, ve� jezgra stvara
iznimno jaki val pritiska koji se po�ne kretati prema povr�ini zvijezde.
Kada se taj val, jo� akceleriran neutrinima iz jezgre, sudari sa vanjskim
slojevima zvijezde koji se jo� uvijek sti��u, val postaje udarni i nastaje
eksplozija. Ogromna koli�ina energije koju donosi udarni val koristi se
za sintezu elemenata te�ih od �eljeza. Svi elementi koji
su te�i od �eljeza,
a postoje danas na Zemlji nastali su jednom davno u ovakvom procesu. Kompjuterske
simulacije predvi�aju da se 96% materijala kojeg zvijezda izbaci u supernovi
iskori�tava za sljede�u generaciju zvijezda. Izba�eni materijal, kao i
onaj koji je zvijezda izgubila jo� ranije (u fazi crvenog
diva) mo�e se vidjeti
u obliku maglice u vizualnom, a �ak i bolje u radio dijelu spektra. Na
na�em je nebu mo�da najpoznatija maglica Rakovica u Biku
(Taurusu) �ija je centralna
zvijezda 1054. godine bila vidljiva kao supernova, a danas je pulsar. Pulsar
ili neutronska zvijezda je zapravo supergusta jezgra zvijezde koja se sastoji
ve�inom od neutrona, �to joj daje neka zanimljiva svojstva. O pulsarima
postoji zasebni �lanak (pulsari). Zvijezde koje su prije
eksplozije bile jo� masivnije
nakon eksplozije ostavljaju jo� interesantnije objekte - crne rupe.
Osim kao nasilna smrt starih i masivnih zvijezda, supernove
se javljaju u jo� jednom obliku: tzv. supernove tipa Ia.
One nastaju u dvojnim sustavima
u kojima je jedna zvijezda bijeli patuljak. Bijeli patuljak je vru�a
i gusta
jezgra umrle zvijezde, sastoji se uglavnom od ugljika i kisika u degeneriranom
stanju i u njenom centru se vi�e ne odvijaju nikakve nuklearne reakcije.
U bliskom dvojnom sustavu mo�e se dogoditi da se druga zvijezda u fazi
crvenog diva toliko napuhne da se njen materijal po�ne prelijevati na
bijelog patuljka.
Kako se degenerirana tvar ne pona�a isto kao i normalna, taj proces dovodi
do nekontrolirane nuklearne reakcije gorenja ugljika u kojoj se cjiela
zvijezda raspada. Supernova tipa Ia ima karakteristi�nu krivulju sjaja,
vi�i maksimum
sjaja od ostalih supernova i izra�enu absorbcijsku liniju silicija koji
nastaje kao nusprodukt ove eksplozivne reakcije. Zbog toga �to su svi
bijeli patuljci
sli�ni, supernove tipa Ia su pouzdanije kao standardne svije�e kod mjerenja
udaljenosti galaksija, o �emu postoji poseban �lanak.
Mislav Balokovi�, < 1.2.2004.
