Supernovy sú mimoriadne energetické a dynamické udalosti vo vesmíre. Najjasnejšia, akú sme kedy pozorovali, bola objavená v roku 2015 a bola taká jasná ako 570 miliárd Slnka. Ich jasnosť znamená ich význam vo vesmíre. Vytvárajú ťažké prvky, ktoré tvoria ľudí a planéty, a ich rázové vlny spúšťajú vznik ďalšej generácie hviezd.
V galaxii Mliečnej dráhy sú každých 100 sto rokov asi 3 supernovy. V ľudskej histórii sa pozorovalo iba niekoľko supernov. Najstaršiu zaznamenanú supernovu pozorovali čínski astronómovia v roku 185 po Kr. Najznámejšou supernovou je pravdepodobne SN 1054 (historické supernovy sú pomenované podľa roku, v ktorom boli pozorované), ktoré vytvorili Krabskú hmlovinu. Vďaka všetkým našim ďalekohľadom a observatóriám je pozorovanie supernov dosť bežné.
Jedna vec, ktorú astronómovia nikdy nevideli, sú veľmi skoré štádiá supernovy. To sa zmenilo v roku 2013, keď sa automatizovaná továreň na prechodné palomarské prechodné továrne (IPTF) náhodou stala obeťou starej supernovy starej iba 3 hodiny.
Zistenie supernovy v prvých niekoľkých hodinách je nesmierne dôležité, pretože na ňu môžeme rýchlo nasmerovať ďalšie pes rozsahy a zbierať údaje o progenitorovej hviezde SN. V tomto prípade podľa článku uverejneného na Nature Physics, následné pozorovania odhalili prekvapenie: SN 2013fs bol obklopený obvodovým materiálom (CSM), ktorý sa vyhodil v roku pred udalosťou supernova. CSM bol vyhodený vysokou rýchlosťou približne 10-3 solárnych hmôt ročne. Podľa novín by táto nestabilita mohla byť u supernov obyčajná.
SN 2013fs bol červený obr. Astronómovia si nemysleli, že tieto typy hviezd vypustili materiál skôr, ako sa dostali na supernovu. Následné pozorovania s ďalšími ďalekohľadmi však ukázali výbuch supernovy pohybujúci sa cez oblak materiálu, ktorý predtým vystreľovala hviezda. Čo to znamená pre naše pochopenie supernov, zatiaľ nie je jasné, ale pravdepodobne ide o zmenu hry.
Chytanie 3-hodinového SN 2013fs bolo mimoriadne šťastnou udalosťou. IPTF je plne automatizovaný rozsiahly prieskum oblohy. Je to systém 11 CCD nainštalovaných na ďalekohľade na observatóriu Palomar v Kalifornii. Trvá 60 sekúnd expozície pri frekvenciách od 5 dní do 90 sekúnd. To jej umožnilo zachytiť SN 2013fs v počiatočných fázach.
Naše chápanie supernov je zmesou teórie a pozorovaných údajov. Vieme veľa o tom, ako sa zrútia, prečo sa zrútia a aké druhy supernov existujú. Toto je náš prvý dátový bod SN v skorých ranných hodinách.
SN 2013fs je vzdialená 160 miliónov svetelných rokov v galaxii so špirálovými ramenami s názvom NGC7610. Je to supernova typu II, čo znamená, že je najmenej 8-krát hmotnejšia ako naša Slnko, ale nie viac ako 50-krát hmotnejšia. Supernovy typu II sa väčšinou pozorujú v špirálovitých ramenách galaxií.
Supernova je konečný stav niektorých hviezd vo vesmíre. Ale nie všetky hviezdy. Supernova sa môže stať iba obrovskými hviezdami. Naše vlastné Slnko je príliš malé.
Hviezdy sú ako dynamické vyvažovacie akty medzi dvoma silami: fúzia a gravitácia.
Keď sa vodík spája s héliom v strede hviezdy, spôsobuje to obrovský vonkajší tlak vo forme fotónov. To je to, čo osvetľuje a ohrieva našu planétu. Hviezdy sú však samozrejme obrovské. A všetka táto hmota je vystavená gravitácii, ktorá ťahá hmotu hviezdy dovnútra. Fúzia a gravitácia sa viac-menej navzájom vyrovnávajú. Nazýva sa to hviezdna rovnováha, čo je stav, v ktorom sa nachádza naše Slnko, a bude trvať ešte niekoľko miliárd rokov.
Ale hviezdy netrvajú naveky alebo skôr, ich vodík nie. Akonáhle dôjde vodík, hviezda sa začne meniť. V prípade mohutnej hviezdy začne taviť ťažšie a ťažšie prvky, až kým vo svojom jadre neuzavrie železo a nikel. Fúzia železa a niklu je prirodzený limit fúzie v hviezde a keď dosiahne fázu fúzie železa a niklu, fúzia sa zastaví. Teraz máme hviezdu s inertným jadrom železa a niklu.
Teraz, keď sa fúzia zastavila, je narušená hviezdna rovnováha a obrovský gravitačný tlak hmoty hviezdy spôsobuje kolaps. Tento rýchly kolaps spôsobí, že sa jadro opäť zohreje, čo zastaví kolaps a spôsobí masívny vonkajší rázový vlna. Rázová vlna zasiahla vonkajší hviezdny materiál a vybuchla ho do vesmíru. Voila, supernova.
Extrémne vysoké teploty rázovej vlny majú ešte jeden dôležitý účinok. Ohrieva hviezdny materiál mimo jadra, hoci veľmi krátko, čo umožňuje fúziu prvkov ťažších ako železo. Toto vysvetľuje, prečo sú extrémne ťažké prvky, ako je urán, omnoho vzácnejšie ako ľahšie prvky. Iba tie veľké hviezdy, ktoré idú na supernovu, dokážu vytvoriť najťažšie prvky.
Stručne povedané, je to supernova typu II, rovnaká ako v roku 2013, keď mala iba 3 hodiny. Ako sa objaví objav CSM vyvrhnutý SN 2013fs, naše chápanie supernov nie je úplne pochopené.
Supernovy sú pomerne dobre zrozumiteľnými udalosťami, ale ich stále existuje mnoho otázok, ktoré ich obklopujú. Zostáva ešte vidieť, či tieto nové pozorovania najskorších etáp supernovy zodpovedia niektoré z našich otázok, alebo či vytvoria viac nezodpovedaných otázok.
