Când o stea precum Soarele moare, își aruncă straturile exterioare în spațiu, lăsând miezul său fierbinte și dens să se răcească de-a lungul timpului. Dar unele alte tipuri de stele expiră cu explozii titanice, numite supernove. O supernovă poate străluci la fel de puternic ca o întreagă galaxie formată din miliarde de stele „normale”. Unele dintre aceste explozii distrug complet steaua, în timp ce altele lasă în urmă fie o stea neutronică super-densă, fie o gaură neagră – un obiect cu o gravitație atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa din ea.
Supernovele se împart în două mari categorii, cunoscute sub numele de Tip I și Tip II, care sunt definite de spectrul materiei care este ejectată în spațiu și de modul în care stelele strălucesc și se sting. Cu toate acestea, pe măsură ce se descoperă tot mai multe supernove, linia care desparte cele două categorii se estompează.
Cele mai cunoscute supernove de tip I sunt cunoscute sub numele de tip Ia. O supernovă de tip Ia apare, probabil, atunci când o stea pitică albă – „cadavrul” unei stele de masă medie, cum ar fi Soarele – este complet spulberată.
Astronomii suspectează piticele albe ca fiind vinovate deoarece supernovele de tip Ia apar, de obicei, în regiuni ale spațiului care conțin mai ales stele mai vechi, sugerând că o supernovă de tip Ia este explozia unei stele cu viață lungă. Stelele care trăiesc mult timp nu pot fi deosebit de masive, ceea ce sporește credibilitatea teoriei piticelor albe. Iar spectrele supernovelor de tip Ia arată puțin sau deloc hidrogen, cel mai comun element din univers. În schimb, ele arată mult carbon și oxigen, care este compoziția unei pitice albe.
Masa maximă pentru o pitică albă este de 1,4 ori mai mare decât cea a Soarelui, o valoare cunoscută sub numele de limita Chandrasekhar. Piticele albe cu o masă apropiată de cea a lui Chandrasekhar sunt în esență identice, astfel încât ele suferă explozii aproape identice.
Cea mai populară teorie pentru transformarea unei stele pitice albe într-o supernovă este printr-un act de canibalism stelar. Dacă o pitică albă are o stea tovarășă apropiată, aceasta ar putea fura gaz de pe suprafața tovarășei. Dacă cantitatea de material acumulat de pitica albă îi împinge masa în apropierea limitei Chandrasekhar, pitica albă ar putea exploda, fără să lase nimic în urmă.
Rămășița de supernovă din Nebuloasa CrabuluiStelele care produc supernove de tip II, pe de altă parte, se nasc probabil în brațele spirale ale unei galaxii – regiuni populate de multe stele tinere și strălucitoare – și nu trăiesc suficient de mult timp pentru a se îndepărta de locul lor de naștere. Deoarece au o viață scurtă, astfel de stele trebuie să fie, de asemenea, masive.
Luminozitatea unei supernove tipice de tip II atinge un vârf după o săptămână sau două și rămâne aproape constantă timp de până la două luni. Apoi scade brusc, urmată de o atenuare mai constantă în următoarele câteva luni. Modelul emisiei de lumină în timp este în concordanță cu explozia unei stele „supergigante”.
O supergigantă a trecut printr-o secvență de etape care a produs elemente din ce în ce mai grele în miezul său – de la hidrogen la heliu, carbon, oxigen și așa mai departe. Dar această secvență se termină violent odată ce nucleul este transformat în fier. Fierul poate doar să absoarbă energie nucleară, nu să o producă. Din moment ce nu mai poate produce energie, steaua își pierde sursa de presiune internă și se prăbușește.
Când prăbușirea atinge o densitate critică, se oprește. În acest moment, materia din miezul stelei este atât de strâns împachetată încât un bloc din materia sa de mărimea unui cub de zahăr ar cântări milioane de tone. Miezul a devenit o stea neutronică – un obiect mai masiv decât Soarele, dar cu un diametru de numai câțiva kilometri.
Procesul de colaps eliberează suficientă energie pentru a rupe în bucăți straturile exterioare ale stelei și a le arunca în spațiu cu câteva procente din viteza luminii. Aceste fragmente transportă heliu, calciu, oxigen, carbon și alte elemente în spațiu, unde într-o zi pot fi încorporate în noi stele și planete.
Cum se deosebește o novă de o supernovă?
Conceptul artistului despre o novă „Nova” este un cuvânt latin care înseamnă „nou”. În astronomie este folosit pentru a descrie un obiect care strălucește brusc mult mai puternic decât înainte. Novae apar în sistemele stelare multiple, în care o pitică albă, o stea neutronică sau chiar o gaură neagră atrage gaze din atmosfera exterioară a unei stele tovarășe într-un înveliș de materie în jurul său.
Pe măsură ce se adună mai multă materie, gazul devine din ce în ce mai fierbinte și mai dens, până când debutul brusc al fuziunii hidrogenului în înveliș declanșează o explozie termonucleară enormă. Strălucirea stelei crește de un milion de ori – suficient pentru a o face la fel de luminoasă ca și cele mai strălucitoare stele.
.