Amikor egy olyan csillag, mint a Nap, elpusztul, külső rétegeit az űrbe dobja, forró, sűrű magját pedig otthagyja, hogy az évszázadok során lehűljön. Néhány más típusú csillag azonban titáni robbanásokkal, úgynevezett szupernóvákkal pusztul el. Egy szupernóva olyan fényesen ragyoghat, mint egy egész galaxis, amely több milliárd “normál” csillagból áll. Néhány ilyen robbanás teljesen elpusztítja a csillagot, míg mások vagy egy szupersűrű neutroncsillagot, vagy egy fekete lyukat hagynak maguk után – egy olyan erős gravitációval rendelkező objektumot, amelyből még a fény sem tud kiszabadulni.
A szupernóvák két nagy kategóriába sorolhatók, az I. és a II. típusba, amelyeket az űrbe kilökődő anyag spektruma, valamint a csillagok fényesedésének és elhalványulásának módja határoz meg. Ahogy azonban egyre több szupernóvát fedeznek fel, a két kategóriát elválasztó határvonal egyre inkább elmosódik.
A legismertebb I. típusú szupernóvákat Ia típusnak nevezik. Egy Ia típusú szupernóva valószínűleg akkor keletkezik, amikor egy fehér törpecsillag – egy közepes tömegű csillag, például a Nap “holtteste” – teljesen szétrobban.
A csillagászok a fehér törpéket gyanítják a bűnösöknek, mert az Ia típusú szupernóvák jellemzően az űr olyan régióiban fordulnak elő, amelyekben többnyire idősebb csillagok vannak, ami arra utal, hogy az Ia típusú szupernóva egy hosszú életű csillag robbanása. A hosszú ideig élő csillagok nem lehetnek különösen nagy tömegűek, ami alátámasztja a fehér törpék elméletét. Az Ia típusú szupernóvák színképében pedig kevés vagy egyáltalán nem található hidrogén, az univerzumban leggyakrabban előforduló elem. Ehelyett sok szenet és oxigént mutatnak, ami a fehér törpék összetétele.
A fehér törpék maximális tömege a Nap tömegének 1,4-szerese, ez a Chandrasekhar-határként ismert érték. A közel Chandrasekhar-tömegű fehér törpék lényegében azonosak, így közel azonos robbanásokon mennek keresztül.
A legnépszerűbb elmélet szerint egy fehér törpecsillag szupernóvává válása a csillagok kannibalizmusával történik. Ha egy fehér törpének van egy közeli kísérőcsillaga, akkor ellophat gázt a kísérő felszínéről. Ha a fehér törpe által felhalmozott anyag mennyisége a tömegét a Chandrasekhar-határ közelébe nyomja, a fehér törpe felrobbanhat, semmit sem hagyva maga után.
Rák-köd szupernóva-maradványA II. típusú szupernóvákat létrehozó csillagok viszont valószínűleg egy galaxis spirálkarjaiban születnek – olyan régiókban, amelyeket sok fiatal, fényes csillag népesít be -, és nem élnek elég sokáig ahhoz, hogy elvándoroljanak a születési helyükről. Mivel rövid életűek, az ilyen csillagoknak masszívnak kell lenniük.
A II. típusú szupernóva fényessége egy-két hét után tetőzik, és akár két hónapig is közel állandó marad. Ezután hirtelen lecsökken, majd a következő hónapokban egyenletesebb halványodás következik. A fénykibocsátás időbeli mintázata összhangban van egy “szuperóriás” csillag robbanásával.
A szuperóriás egy olyan stádiumsorozaton ment keresztül, amely egyre nehezebb elemeket termelt a magjában — a hidrogéntől a héliumig, szénig, oxigénig és így tovább. Ez a sorozat azonban erőszakos véget ér, amint a mag vasrá alakul át. A vas csak elnyelni képes a magenergiát, termelni nem. Mivel többé nem tud energiát termelni, a csillag elveszíti belső nyomásforrását, és összeomlik.
Amikor az összeomlás eléri a kritikus sűrűséget, megáll. Ekkor a csillag magjában az anyag olyan szorosan tömörül, hogy egy kockacukor nagyságú tömbje több millió tonnát nyomna. A mag neutroncsillaggá vált – a Napnál nagyobb tömegű, de csak néhány mérföld átmérőjű objektummá.
Az összeomlás folyamata elegendő energiát szabadít fel ahhoz, hogy a csillag külső rétegeit darabokra tépje, és a fénysebesség több százalékával az űrbe lője. Ezek a szilánkok héliumot, kalciumot, oxigént, szenet és más elemeket szállítanak az űrbe, ahol egy napon új csillagokba és bolygókba épülhetnek be.
Miben különbözik a nóva a szupernovától?
A nóva művészi fogalmaA “Nova” latin szó, jelentése “új”. A csillagászatban olyan objektum leírására használják, amely hirtelen sokkal fényesebben ragyog, mint korábban. A nóvák többszörös csillagrendszerekben fordulnak elő, amelyekben egy fehér törpe, neutroncsillag vagy akár fekete lyuk egy kísérőcsillag külső légköréből gázokat vonz egy anyagburokba maga körül.
Amint egyre több anyag halmozódik fel, a gáz egyre forróbbá és sűrűbbé válik, míg a hirtelen beinduló hidrogénfúzió a burokban hatalmas termonukleáris robbanást vált ki. A csillag fényessége egymilliószorosára nő – ez elég ahhoz, hogy olyan fényes legyen, mint a legfényesebb csillagoké.