Какво е свръхнова?

С вас доста често напоследък си говорим за звездите. Но няма как да е различно. Както вече сме ви казвали според много астрономи звездите са най-красивите, най-интересните и най-мистериозните космически обекти. И това наистина е така, защото звездите на са просто малки блещукащи точици в нощното небе. Дори само ако се замислим как произвеждат енергията, чрез която светят и ние ги виждаме. Като споменахме затова, вие знаете ли как го правят? Да, точно така – чрез т. нар. чрез термоядрен синтез, основно превръщане на водород в хелий. Тази енергия се разпространява в пространството под формата на електромагнитно излъчване. Звездите в нощното небе блещукат (трептят) поради многобройните отражения и пречупвания на светлината при преминаването ѝ през земната атмосфера.
Според астрономите, познатата вселена съдържа поне 7 x 1022 звезди. Най-близката до Земята звезда е Слънцето. Светлината от него достига до нас за 8 минути. Ако изключим Слънцето, най-близката звезда е Проксима Центавър, която е отдалечена на 40 трилиона километра. Нейната светлина стига до Земята за 4,3 години. Много звезди са гравитационно свързани с други звезди, оформяйки кратна звезда (двойни звезди или звезди с повече компоненти). И това е само началото за тях. А знаете ли как се образуват, откога се наблюдават, за какво ни служат сега и за какво са служели на нашите предци? Определено има още много какво да си говорим за тези космически обекти. Днес обаче сме избрали нещо по-различно за тях.
Ще говорим за свръхновите.

Свръхновата представлява краен етап от развитието на изключително масивни звезди. Тези звезди, много пъти по-големи от нашето Слънце, могат да създадат свръхнова, в момента в който спре процесът на синтез на ядрено гориво в техните ядра. „Нова“ (от латински) отразява внезапното появяване на нова ярка звезда на небосвода. Представката „свръх“ се използва за разграничаване от звезди чиято яркост понякога нараства чрез съществено отличаващи се механизми от свръхновата, но в много по-малка степен. Свръхновата всъщност не е нова звезда, а е по-скоро аналогична на края на съществуването на звездата (или бялото джудже). Свръхнова става звезда с маса  не по-малка от 1.4 пъти слънчевата. Има звезди, които просто в края на живота си изчезват или изстиват, но има и такива, които експлодират по-невероятен и бляскав начин. Техният край е по-забележителен дори от живота им. Тези звезди завършват техните еволюции в огромни космически експлозии, известни като свръхнови.
Когато свръхнови експлодират те изхвърлят материя в космоса със скорост от 15 000 до 40,000 км в секунда. Тези взривове произвеждат голяма част от материала във Вселената – включително и някои елементи, като желязо, които съставляват нашата планета и дори самите нас. Тези т. нар. тежки елементи се произвеждат само в свръхнови, така че можем спокойно да заявим, че всеки от нас носят останки от тези далечни експлозии в нашите собствени тела.
Суперновите имат особена важна роля за Космоса, без тях той никога не би бил същия, а според доста учени дори и не би съществувал. Свръхновите обогатяват междузвездното пространство с метали (астрономите наричат метали всички елементи по-тежки от хелий). По този начин всяко следващо поколение звезди има различен състав спрямо по-ранните. Наличието на тежки елементи влияе значително върху наличието и вида на планетните системи, които биват образувани около дадена звезда. Не всяка звезда обаче става свръхнова, повечето от тях нямат този късмет. Много звезди постепенно се охлаждат и до края дните си са бели джуджета, а по-късно и черни джуджета. Но като казваме, че не всички звезди избухват, не си мислете, че това явление е рядко. Да, в малка галактика като нашата, се случва веднъж на 50 години, но вселената е толкова голяма, че според много астрономи на всяка минута, някъде в това необятно пространство някоя звезда се превръща в свръхнова и избухва.

Съществуват два начина за пораждане на свръхнова:
1. Звездата (бяло джудже) засмуква материя от съседна звезда и след като придобие достатъчно материал, за да достигне критична маса в ядрото ѝ се поражда термоядрена експлозия.
2. Масивна звезда, изчерпала наличните елементи в ядрото си, необходими за протичането на термоядрен синтез, се сгъстява под силата на собствената си гравитация.
В двата типа експлозията изхвърля по-голямата част от материала на звездата в околното пространство с голяма скорост, пораждайки ударна вълна, която впоследствие формира видимия остатък от свръхновата.

Интересно е да се отбележи, че една свръхнова само за няколко секунди (от 1 до 10) отделя повече енергия, от колкото Слънцето би произвело за целия си живот. Свръхновите се появят в бинарни (двойни) звездни системи. Малките звезди, до осем пъти масата на нашето Слънце, обикновено се развиват в бели джуджета. Една звезда кондензирала до размер, подобен на този на Земята, е много плътна и по този начин има достатъчно силно гравитационното притегляне, за да събере материал от втората звезда в системата, в случай, че е достатъчно близо. В този момент налягането в центъра му ще стане толкова голямо, че звездата ще експлодира в свръхнова. Свръхновата може да осветява небето в продължение на седмици, а масовото прехвърляне на материя и енергия оставя след себе си една много по-различна звезда. Накрая остава малко ядро от неутрони, въртяща се неутронна звезда, остатъчно доказателство за свръхнова. Неутронните звезди отделят радиовълни в постоянен поток, или подобно на пулсарите, в периодични експлозии. Ако звездата е толкова масивна (най-малко десет пъти по-голяма от нашето Слънце), за да остави след себе си голямо ядро,  ще се случи нов феномен. След експлозията тя ще се свие под собствената си гравитация и ще се превърне в космическа „центрофуга” за енергията и материята – черна дупка. Свръхновите се появяват сравнително често, няколко пъти на всеки век, като могат да бъдат видени и с невъоръжено око.

Най-известните свръхнови, които досега астрономите се успели да видят са:

• 1006 – SN 1006 – изключително ярка свръхнова, фигурира в записи от Египет, Ирак, Италия, Швейцария, Китай и Япония. Наблюдавана в съзвездието Вълк.
• 1054 – SN 1054 – по време на взрива на тази звезда се заражда Ракообразната мъглявина, отбелязана от китайски астрономи. Наблюдавана в съзвездието Бик.
• 1181 – SN 1181 – свръхнова в съзвездието Касиопея наблюдавана от китайски и японски астрономи.
• 1572 – SN 1572 – свръхнова в съзвездието Касиопея, наблюдавна от Тихо Брахе. В книгата му за първи път се употребява термина „нова“.
• 1604 – SN 1604 – свръхнова в съзвездието Змиеносец, наблюдавана от Йохан Кеплер; последната наблюдавана свръхнова в Млечния път.
• 1885 – S Andromedae в галактиката Андромеда, открита от Ернст Хартвиг.
• 1987 – свръхнова 1987A в Големия Магеланов облак, наблюдавана няколко часа след началото й; първата свръхнова дала възможност за потвърждение на съвременните теории.
• 2014 – специален рекорд за България – учени от Института по астрономия към БАН и Националната астрономическа обсерватория на Рожен направиха първо по рода си за родната астрономия изследване на свръхнова звезда избухнала в галактика М82 в съзвездието Голяма мечка.
   

Картинки: Аз-детето и space.com

Прочетете още:
Откриха най-старата звезда във Вселената
Как хората са се научили да различават звездите?
Какво са съзвездията?