1. Co to jest supernowa i jak wygląda?
Gdy gwiazda powstaje w obłoku molekularnym, składającym się z gazu i pyłu, pod wpływem ogromnego ciśnienia i grawitacji zaczynają w niej zachodzić reakcje termojądrowe. Na początku jest to tzw. gwiazda ciągu głównego - czyli taka, w której zachodzi pierwsza faza - czyli fuzja wodoru w hel.
Po jakimś czasie (np. kilka miliardów lat) "paliwo" takiej gwiazdy, czyli wodór - wyczerpuje się. Gwiazda zaczyna puchnąć, wchodząc w fazę olbrzyma.
Zaczynają łączyć się atomy helu w cięższe pierwiastki takie jak: węgiel, cyrkon, nikiel, kobalt czy żelazo. Kończy się na żelazie.
Gdy zostaje głównie żelazo, reakcje termojądrowe ustają, co powoduje, że gwiazda nie jest w stanie utrzymać swojej masy i zaczyna się zapadać.
Mniej masywne gwiazdy(np. takie jak Słońce) po prostu odrzucają swoją zewnętrzną warstwę w przestrzeń, tworząc obłok/otoczkę, tzw. mgławicę planetarną. W gwiazdach bardziej masywnych, w gwieździe tworzy się ogromne ciśnienie, które może doprowadzić do eksplozji.
Po takiej kosmicznej eksplozji na niebie pojawia się bardzo jasny punkt. Takie światło jest bardzo jasne, jeżeli supernowa pochodzi z naszej galaktyki, a tym bardziej z dość bliskiego sąsiedztwa np. 1000-10000 lat świetlnych, potrafi być tak jasne, że może być widoczne nawet w dzień.
Z czasem jasny punkt zaczyna gasnąć, a wokół umarłej gwiazdy rozciąga się wystrzelona materia z umarłej gwiazdy, która pędzi nawet z prędkością ok. 10% prędkości światła. Taki obłok materii, gazu i pyłu nazywamy pozostałością po supernowej bądź bardziej naukowo: plerionem.
W centrum powstaje gwiazda neutronowa (np. pulsar) bądź czarna dziura.
 |
| Ewolucja gwiazd o różnych masach. Źródło: NASA |
1.1 Klasyfikacja supernowych
Supernowe klasyfikowane są głównie na podstawie ich widma, a konkretnie na zawartość linii wodoru. dzielimy je na dwa podstawowe typy:
Supernowe typu I - w widmie brak linii wodoru. Wyróżnia się jeszcze kilka podtypów, w zależności od występowania innych linii widmowych, bądź kształtu krzywej blasku:
Typ Ia - występują linie krzemu (Si) - 615nm (Si II)
Typ Ib - występują linie helu (He) - 587,6 nm (He I)
Typ Ic - słabe bądź brak linii helu.
W supernowych typu I, gdy dojdzie do gwałtownego skoku jasności, potrafi się ona utrzymać stale przez długi czas, a jej spadek przebiega liniowo.
Supernowe typu II - w widmie występują linie wodoru. Tego typu supernowe są etapem ewolucji gwiazd o masie większej niż 9x masa Słońca. Masywne gwiazdy przed przejściem w etap supernowej mają strukturę warstwową – jądro złożone z żelaza, kobaltu i niklu, otoczone coraz to lżejszymi pierwiastkami: krzemem, neonem, węglem, tlenem, helem i w końcu na zewnątrz wodorem.
Supernowe typu I oraz II mają również całkowicie inną krzywą blasku - czyli wykres pokazujący zależność między czasem a jasnością obiektu. Maksimum jasności supernowej typu II zazwyczaj trwa krócej niż w supernowych typu I.
Przy wybuchach supernowych istnieje kilka zależności. Np. w galaktykach eliptycznych wybuchają tylko i wyłącznie supernowe typu I. W galaktykach eliptycznych są głównie stare gwiazdy. Supernowe typu II obserwuje się głównie w ramionach galaktyk spiralnych, a najwięcej na krańcach galaktyki.
Można wywnioskować, że supernowe typu I powstają ze starszych gwiazd, a typu II - z młodszych.
2. Supernowe - zaobserwowane przez ludzkość.
HB9
Prawdopodobnie pierwsza, zaobserwowana supernowa przez ludzkość. W Indiach, na terytorium Kaszmiru, ok. pół wieku temu odnaleziono rzeźbę z wyrysowanym nieboskłonem pochodzącym z okresu ok. 4800 r. p.n.e.
 |
| Po lewej - oryginalna rycina - po prawej - dokładniejsza wizualizacja. Źródło: https://www.theguardian.com |
Położenie pozostałości po tej supernowej nie jest do końca znane i potwierdzone.
SN 185
Supernowa zaobserwowana przez chińskich astronomów w roku 185 n.e. Bardzo jasny punkt pojawił się niedaleko gwiazdy Alfa Centauri, w okolicach gwiazdozbiorów Cyrkla i Centaura. Przypuszczalnie jest to pierwsza supernowa zaobserwowana przez ludzkość i potwierdzona poprzez odkrycie pozostałości po niej.
Pozostałością po tej supernowej jest RCW 86.
 |
| Zdjęcie wykonane w podczerwieni z teleskopu Spitzera oraz WISE połączone z pasmem rentgenowskim z teleskopu Chandra. |
SN 1006
Pod koniec kwietnia i na początku maja w 1006 roku pojawił się niesamowicie jasny punkt na niebie w konstelacji Wilka, niedaleko gwiazdy Beta Lupis.
Z tego wydarzenia zachowało się wiele zapisków. Opisana została przez chińskich, japońskich arabskich astronomów, a nawet są zapiski z Europy.
Była to najjaśniejsza w historii zaobserwowana supernowa. Osiągnęła ona jasność ok. -9 magnitudo, co powodowało, że była widoczna nawet w dzień.
 |
| Zdjęcie pozostałości supernowej SN 1006 w zakresie promieniowania X. Zdjęcie z teleskopu kosmicznego Chandra) |
W 2009 japońscy naukowcy odkryli ślady pozostawione przez wybuch w rdzeniu lodowym z Antarktyki w postaci wzrostu ilości jonów azotanowych w atmosferze (które w wyniku opadów atmosferycznych wnikają w ziemię/lód)
SN 1054 i Mgławica Kraba
Wybuch supernowej został zaobserwowany przez chińskich jak i również arabskich astronomów w czerwcu 1054 roku. Jest to jedna z najbardziej znanych supernowych, która pozostawiła po sobie przepiękną i znaną wszystkim miłośnikom astronomii Mgławicę Kraba (Messier 1).
 |
| Mgławica Kraba. Źródło: Hubble |
Po takim wybuchu powstała słynna Mgławica Kraba. Została ona odkryta przez angielskiego astronoma Johna Bevisa w 1731 roku, który widział obiekt jako niewielką, słabą plamkę.
W ok. 1844 roku irlandzki astronom - William Parsons, za pomocą "Lewiatana" - największego, ówczesnego teleskopu miał możliwość wypatrzenia szczegółów mgławicy. Na początku jej wygląd porównano właśnie do kraba. Późniejsze obserwacje zatarły podobieństwo do kraba, ale sama nazwa pozostała do końca.
 |
| Szkic Mgławicy Kraba wykonany przez Williama Parsonsa. |
Dopiero na początku XX wieku zrozumiano czym obiekt jest i że jest to pozostałość po supernowej w 1054 roku. Pomógł w tym głównie szwedzki astronom - Knut Lundmark.
Lundmark zajmował się głównie zapiskami starożytnych i średniowiecznych, azjatyckich astronomów (zwoje, kamienne tablice, notatki itp.) Jego celem było sprawdzenie, czy te zapiski możemy wykorzystać do współczesnych badań i aktualnych danych. Najbardziej zainteresowany był gwiazdami nowymi.
W jednej relacji z okresu XI-wiecznych Chin jest zapisane, że nowa gwiazda pojawiła się na niebie i zanikła dopiero po ponad roku. Relację tą Lundmark przetłumaczył i na jej podstawie wyznaczył położenie na niebie, które pokrywa się z położeniem Mgławicy Kraba.
Ostatecznie potwierdzono wybuch supernowej w 2009 roku, badając wycięty rdzeń lodowy z Antarktyki. Mgławica Kraba jest na 100% pozostałością po supernowej z 1054 roku.
Odległość do niej szacuje się na wartość ok. 6500 lat świetlnych.
Mgławica Kraba świetnie prezentuje się w 8-calowym teleskopie. Widać ją jako owalną mgiełkę, gdzie przy dobrych warunkach można dostrzeć lekką nieregularność oraz lekko majaczą poszarpania w strukturze mgławicy.
SN 1572 (gwiazda/nowa Tychona)
Odkryta i obserwowana przez duńskiego astronoma Tycho Brahe. Supernowa świeciła w konstelacji Kasjopei. Z notatek wynika, że blaskiem dorównywała Wenus. Tycho obserwował ją przez 16 miesięcy od maksimum blasku, aż po jego spadek, przy czym barwa gwiazdy zaczęła się zmieniać (od białego do żółtego i czerwonego)
Pozostałość po supernowej została odkryta w Obserwatorium Palomar w latach 60' ubiegłego wieku.
 |
| Mapka gwiazdozbioru Kasjopei pokazująca gwiazdy z konstelacji (te i nową gwiazdę (ta duża u góry) |
 |
| Zdjęcie pozostałości po SN 1572 w promieniowaniu rentgenowskim wykonane przez Teleskop kosmiczny Chandra. Źródło: NASA |
SN 1604 - Nowa Keplera.
Ostatnia supernowa zaobserwowana w naszej Galaktyce. Supernową odkrył znany astronom Johannes Kepler, który jest znany głównie z jego odkrycia, że orbity planet nie są idealnie kołowe tylko lekko eliptyczne.
Kepler odkrył nową gwiazdę 17 października 1604 roku w gwiazdozbiorze Wężownika. Supernowa była widoczna gołym okiem. W czasie szczytowej jasności była najjaśniejszym obiektem na nocnym niebie, z jasnością gwiazdową równą −2,5 magnitudo, czyli tyle co Jowisz.
Do wybuchu supernowej doszło dość daleko, bo aż ok. 20000 lat świetlnych od nas.
Notatki Keplera na temat supernowej są na tyle szczegółowe, że pozwoliły zidentyfikować typ supernowej czyli supernowa typu Ia.
Dane obserwacyjne sugerują, że do eksplozji doszło w układzie podwójnym białych karłów, na co wskazuje odkryta w 2013 roku struktura w kształcie dysku oraz duże ilości magnezu, który mógł pochodzić z towarzyszącej białemu karłowi gwiazdy.
 |
| Pozostałość po supernowej SN 1604. (w fałszywych kolorach) wykonane przez: * Teleskop Chandra (promieniowanie X, tu: niebieski i zielony) * Teleskop Hubble’a (światło widzialne, żółty) * Teleskop Spitzera (podczerwień, czerwony) Źródło: HST/NASA/ESA |
Szacuje się, że średnio w galaktyce supernowa wybucha raz na 100 lat. W przypadku Drogi Mlecznej nie zaobserwowano od ponad 400 lat wybuchu supernowej. Tak jak w ciągu ok. 30 lat wybuchły 2 supernowe (SN 1572 i 1604) tak potem przez 400 lat nie wybuchła żadna w naszej Galaktyce.
SN 1885A (S Andromedae) w galaktyce Andromedy.
Supernowa zaobserwowana w sierpniu 1885 roku. Jest to pierwsza zaobserwowana supernowa, która wybuchła w innej galaktyce.
Z początku w tamtym okresie nie było wiadomo, że supernowa pochodzi z bardzo daleka i z innej galaktyki. Wtedy nie znano jeszcze pojęcia innych galaktyk niż Droga Mleczna i myślano, że Galaktyka Andromedy to zwykła mgławica. Dopiero obserwacje Williama Herschela i badania przesunięć ku czerwieni przez Edwina Hubble'a potwierdziły istnienie innych galaktyk.
Jako pierwsza została zaobserwowana 17 sierpnia 1885 roku przez francuskiego astronoma Ludovica Gully'ego. Zaobserwowano ją także w obserwatorium Dorpat w Estonii 20 sierpnia tamtego roku.
SN 1885A w maksimum osiągnęła jasność 5,85 magnitudo, co przy bardzo ciemnym niebem można było ją dostrzec gołym okiem. Po pół roku jej jasność spadła do 14 mag i zanikła. Miała delikatnie czerwonawy kolorek.
Jest to dość ciekawa supernowa, gdyż jej jasność dość szybko spadała i była lekko czerwonawa, co nie jest typowe dla supernowych typu I. W 1999 roku odnaleziono jej pozostałość i zbadano jej widmo. Zawierało ono linie żelaza, wapnia oraz manganu. Dlatego przypisano ją do supernowych typu I.
Supernowa wybuchła w Galaktyce Andromedy, ok. 2,5 miliona lat świetlnych stąd.
SN 1987A - Supernowa w Wielkim Obłoku Magellana
Również jedna z najbardziej znanych supernowych. Wybuchła ona w Wielkim Obłoku Magellana. Wybuch supernowej był całkiem niedawno i nawet za życia ludzi z wiekiem powyżej 30 lat.
Niestety z Europy była ona niewidoczna, gdyż Obłoki Magellana widoczne są dopiero z półkuli południowej.
Supernowa po raz pierwszy została zaobserwowana 23 lutego 1987 roku przez Jana Sheltona oraz Oscara Duhalde w obserwatorium w Chile. Była również w tym czasie obserwowana w Nowej Zelandii.
Niewielka gwiazdka pojawiła się w Wielkim Obłoku Magellana niedaleko Mgławicy Tarantula w miejscu, gdzie wcześniej jej tam nie było.
Zaobserwowana została właśnie śmierć masywnego, błękitnego nadolbrzyma. Wybuch supernowej przypisano do gwiazdy, która była znana wcześniej i miała jasność 12 magnitudo i nosiła nazwę Sanduleak -69° 202.
Obserwacje rozpoczęto ją już w marcu 1987 roku za pomocą teleskopu Astron, a w maju osiągnęła maksymalną jasność 2,9 magnitudo, co oznacza, że była widoczna nawet gołym okiem jako zwykła gwiazda. Po kilku miesiącach supernowa przestała być widoczna gołym okiem.
SN 1987A był supernową typu II. Zanim gwiazda wybuchła, wyrzucała ona na zewnątrz materię, która w odległości ok 1 roku świetlnego od niej utworzyła taki pierścień, torus, coś na wzór Pasa Kuipera czy Obłoku Oorta w naszym Układzie Słonecznym, tylko bardziej gęsty.
 |
| Pozostałość po supernowej SN 1987A. Źródło: Hubble NASA |
Po wybuchu supernowej, gdy fala uderzeniowa mknęła z prędkością nawet 7000 km/s zderzyła się z tym torusem utworzonym przed eksplozją. W wyniku tego zderzenia gęsta materia się nagrzewa, co powoduje, że torus jasno świeci. Mniej gęsta materia jest wydmuchiwana na zewnątrz, dzięki czemu powstała taka jakby "klepsydra".
 |
| SN 1987A - Wizja artysty. Źródło: ESO/L. Calçada |
SN 2014J
Jeden z moich ulubionych supernowych. A dlaczego? A dlatego, że mogłem ją zobaczyć przez swój teleskop! Wybuchła ona w galaktyce M82 (tuż obok Galaktyki Bodego (M81) - 12 milionów lat świetlnych od nas. Pojawiła się w styczniu 2014 roku.
 |
| Supernowa SN 2014J. |
Widoczna była jako słaba gwiazdka (w maksimum jasności miała ok. 10 magnitudo) na tle płaszczyzny galaktyki M82. Po ok. miesiącu była coraz słabsza i znikła z zasięgu amatorskich teleskopów.
Pierwszy pomiar widma supernowej wykonał Yi Cao przy pomocy 3,5-metrowego teleskopu ARC w Nowym Meksyku. Wyniki jego pomiarów pozwoliły sklasyfikować supernową jako typ Ia.
3. Pozostałości po supernowych - (brak źródeł odnośnie obserwacji)
Jest bardzo dużo pozostałości po supernowych, które dzisiaj obserwujemy bądź fotografujemy, ale ich wiek szacuje się znacznie dłużej zanim człowiek zaczął pisać, malować czy prowadzić zapiski. Przedstawię wam najciekawsze z nich:
Simeis 147 (Mgławica Spaghetti)
Piękna pozostałość po supernowej znajdująca się na granicy konstelacji Woźnicy oraz Byka. Obiekt jest świetnym celem dla astro-fotografów.
Odkryta została w 1952 roku w Krymskim Obserwatorium Astrofizycznym za pomocą 25-calowego teleskopu Cassegraina. Wizualnie jest ekstremalnie trudna do obserwacji ze względu na niesamowicie niską jasność.
 |
| Mgławica Simeis 147. Źródło: Rogelio Bernal Andreo - http://blog.deepskycolors.com/archive/2011/12/08/simeis-147-and-surroundings.html |
Pętla Łabędzia
Jeden z najbardziej znanych obiektów przez astro-fotografów jak również miłośników obserwacji wizualnych. Znajduje się ona w konstelacji Łabędzia.
 |
| Pętla Łabędzia z zaznaczonymi obiektami. |
Widoczne są dwie części - tzw. mgławica Welon (Veil Nebula). Część wschodnia - Eastern Veil jest moim zdaniem najpiękniejsza. W 8-calowym teleskopie widoczna jest jako długi, mgielny welon.
 |
| Szkic mgławic Veil widocznych w 8" teleskopie na pustynnym niebie. |
Część zachodnia - Western Veil, często nazywany "Miotłą lub "Palcem Boga" również możemy zobaczyć jako cieńką i podłużną chmurkę, która po drugiej stronie się rozszerza.
Rozmiar kątowy mgławicy jest również bardzo duży - też się rozciąga na ok. 3 stopnie na niebie. Mgławica znajduje się w odległości ok. 2500 lat świetlnych, a mgławica rozciąga się na odległość ok. 80-100 lat świetlnych. Mgławica jest silnym źródłem promieniowania rentgenowskiego. Wiek supernowej szacuje się na 5000-8000 lat.
4. Kandydatki na supernowe.
Chyba najbardziej znaną kandydatką na supernową jest gwiazda Betelgeza w konstelacji Oriona, odległa o ok. 600 lat świetlnych od nas. Jest to czerwony nadolbrzym, bardzo wyróżniający się kolorem na niebie spośród innych gwiazd Oriona, które są błękitne.
Betelgeza jest o tyle ciekawa, że nigdy nie doznaliśmy wybuchu supernowej w tak niewielkiej w skali kosmosu odległości. Bardzo często się pojawia zagadnienie, czy wybuch ten może zagrozić życiu na ziemi. Na szczęście oś obrotu Betelgezy nie jest skierowana w naszą stronę (największe strzały promieniowania są na linii osi obrotu gwiazdy). Jednak czy wybuch Betelgezy mógłby nam zagrozić? Ciężko powiedzieć.
Nie wiadomo kiedy dojdzie do spektakularnego widoku na niebie. Może to być i za 10, za 100 lat, a może i za 100000 lat. Zanim Betelgeza wybuchnie, do nas dojdą neutrina - cząstki elementarne przenikające przez materię. Neutrina są emitowane wcześniej - jeszcze przy kolapsie gwiazdy. Specjalny detektor takich cząstek - Super-Kamiokande w Japonii je wykryje.
Wątpię, by Betelgeza eksplodowała jeszcze za mojego życia.
5. Zakończenie.
Niestety nic nie jest wieczne. Nie tylko ludzie czy zwierzęta umierają. Wszystko się najpierw rodzi potem umiera. Gwiazdy również. Wszystko ma swój początek i koniec. Po wybuchu supernowej wyrzucone jest ogromna ilość materii - a w niej różnych pierwiastków - takich jak: żelazo, fosfor, wodór, kobalt, magnez i wiele innych - które mogą stanowić ważny budulec dla różnych form życia na innych planetach. Mogą stanowić budulec dla następnych gwiazd i układów planetarnych.
Jeśli wam się podobało to udostępniajcie, lajkujcie, piszcie w komentarzach. Pozdrawiam, McGoris :)
Zapraszam także do polubienia strony na Facebooku: facebook.com/mcastronomia
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz