Fraser Cain , Universe Today
Ve vesmíru existuje několik míst, která se vymykají chápání. A supernovy musí být těmi nejextrémnějšími místy, která si dokážete představit. Mluvíme o hvězdě s potenciálně desítkykrát větší velikostí a hmotností než naše Slunce, která násilně zanikne během zlomku sekundy.
Rychleji, než mi trvá vyslovit slovo supernova, se do sebe zhroutí celá hvězda, vytvoří černou díru, vytvoří hustší prvky ve vesmíru a pak exploduje ven s energií milionů nebo dokonce miliard hvězd.
Ale ne ve všech případech. Ve skutečnosti se supernovy vyskytují v různých podobách, začínají z různých druhů hvězd, končí různými druhy explozí a produkují různé druhy pozůstatků.
Existují dva hlavní typy supernov, typ I a typ II. Vím, že to zní trochu proti intuici, ale začněme nejprve typem II.
Tyto supernovy vznikají při zániku masivních hvězd. O tomto procesu jsme natočili celý pořad, takže pokud se na něj chcete podívat hned, můžete kliknout sem.
Ale tady je kratší verze.
Hvězdy, jak víte, přeměňují ve svém jádře vodík na termojadernou fúzi. Při této reakci se uvolňuje energie ve formě fotonů a tento tlak světla tlačí proti gravitační síle, která se snaží hvězdu přitáhnout k sobě.
Naše Slunce nemá takovou hmotnost, aby mohlo podporovat fúzní reakce s jinými prvky než vodíkem nebo heliem. Jakmile se tedy vyčerpá všechno helium, fúzní reakce se zastaví a Slunce se stane bílým trpaslíkem a začne chladnout.
Pokud ale máme hvězdu s 8-25násobnou hmotností Slunce, může ve svém jádře slučovat těžší prvky. Když jí dojde vodík, přejde na helium a pak na uhlík, neon atd. až nahoru do periodické tabulky prvků. Když však dosáhne železa, vyžaduje fúzní reakce více energie, než kolik jí vyprodukuje.
Vnější vrstvy hvězdy se během zlomku sekundy zhroutí dovnitř a poté vybuchnou jako supernova II. typu. Jako pozůstatek po ní zůstane neuvěřitelně hustá neutronová hvězda.
Pokud však původní hvězda měla hmotnost větší než asi 25násobek hmotnosti Slunce, dojde ke stejnému zhroucení jádra. Síla materiálu padajícího dovnitř však zhroutí jádro do černé díry.
Extrémně hmotné hvězdy s více než stonásobkem hmotnosti Slunce prostě beze stopy explodují. Ve skutečnosti krátce po velkém třesku existovaly hvězdy o stovkách a možná i tisících hmotností Slunce složené z čistého vodíku a helia. Tato monstra by žila velmi krátce a explodovala by s nepochopitelným množstvím energie.
To jsou hvězdy typu II. Typy I jsou o něco vzácnější a vznikají při velmi zvláštní situaci dvojhvězdy.
Jedna hvězda v páru je bílý trpaslík, dávno mrtvý pozůstatek hvězdy hlavní posloupnosti, jako je naše Slunce. Společníkem může být jakýkoli jiný typ hvězdy, například červený obr, hvězda hlavní posloupnosti nebo dokonce jiný bílý trpaslík.
Důležité je, že jsou dostatečně blízko, aby bílý trpaslík mohl krást hmotu svému partnerovi a vytvářet ji jako dusivou přikrývku potenciální výbušnosti. Když ukradené množství dosáhne 1,4násobku hmotnosti Slunce, bílý trpaslík exploduje jako supernova a zcela se vypaří.
Díky tomuto poměru 1,4 používají astronomové supernovy typu Ia jako „standardní svíčky“ pro měření vzdáleností ve vesmíru. Protože vědí, s jakou energií explodovala, mohou astronomové vypočítat vzdálenost exploze.
Pravděpodobně existují i jiné, ještě vzácnější události, které mohou vyvolat supernovy, a ještě silnější hypernovy a záblesky záření gama. Pravděpodobně se jedná o srážky hvězd, bílých trpaslíků a dokonce i neutronových hvězd.
Jak jste již pravděpodobně slyšeli, fyzikové používají urychlovače částic k vytváření hmotnějších prvků periodické tabulky. Prvky jako ununseptium a ununtrium. K vytvoření těchto prvků je zapotřebí obrovská energie, která vydrží jen zlomek sekundy.
V supernovách by však tyto prvky vznikly, stejně jako mnoho dalších. A my víme, že žádné stabilní prvky dále v periodické tabulce nejsou, protože tu dnes nejsou. Supernova je mnohem lepším drtičem hmoty než jakýkoli urychlovač částic, který bychom si kdy dokázali představit.
Příště, až uslyšíte vyprávění o supernově, pozorně poslouchejte, o jaký druh supernovy šlo: typu I nebo typu II. Jakou hmotnost měla hvězda? To pomůže tvé představivosti obalit tuto úžasnou událost.