Nestrpno čakanje na bližnjo supernovo
Smrt zvezde Ekstremne razmere pri eksploziji omogočijo nastanek večjega dela elementov, težjih od železa
Pisalo se je leto 1054, ko se je na nebu nenadoma pojavila nova zvezda. Sprva komaj opazna pikica je postajala vse svetlejša in že po nekaj dneh je zasijala s polno močjo. Zvezda je bila več tednov vidna celo podnevi, nato pa je njen žar počasi začel ugašati in v naslednjem letu je nepričakovana obiskovalka počasi zbledela v nič.
Ko je Ian Shelton 24. februarja 1987 pogledal v čilensko nebo, ga je presenetila nova zvezda v smeri Velikega Magellanovega oblaka, satelitske galaksije naše galaksije. V nasprotju s starodavnimi astronomi je Shelton, oborožen s stoletji nakopičenega znanja, v prišleku prepoznal eksplozijo zvezde oziroma supernovo. Skočil je v avto in oddrvel v oddaljeno mesto, od koder je svojim kolegom poslal telegram s sporočilom, da je v bližnji galaksiji najverjetneje odkril izredno svetlo supernovo. S tem je povzročil eno največjih mobilizacij astronomov z vsega sveta, ki so z najrazličnejšimi teleskopi in instrumenti začeli opazovati ta redki pojav.
Od slavne supernove izpred 35 let se je marsikaj spremenilo. Če je bilo pred tremi desetletji na leto odkritih le nekaj deset supernov, jih danes najrazličnejši pregledi neba najdejo okoli deset tisoč. Toda vse te supernove eksplodirajo v galaksijah daleč stran in so precej temne. Pridobljeni podatki tako niso dovolj dobri, da bi lahko razumeli, kaj se dogaja v trebuhu zvezd ob eksploziji. Astronomi zato nestrpno čakajo na naslednjo svetlo supernovo, ki bi eksplodirala v naši galaksiji. A te kar ni in ni na spregled.
Živalski vrt eksplozij
Supernove prepoznamo po značilnem vzorcu svetenja. Takoj po eksploziji hitro postajajo vse svetlejše, dosežejo najsvetlejšo točko, nakar počasi potemnijo. S tem pa se podobnost med njimi konča. Razvejeno družinsko drevo supernov vsebuje člane, ki se med drugim razlikujejo po količini izsevane svetlobe, dolžini trajanja in proizvodnji elementov. Še vedno ne poznamo vseh sorodstvenih vezi v družini, vemo pa, da zvezde eksplodirajo kot supernove na dva osnovna načina.
Zvezda podobne mase kot Sonce ob koncu življenja odvrže zunanje plasti. Od nje ostane kompaktno jedro velikosti Zemlje oziroma bela pritlikavka, ki se počasi hladi. Bela pritlikavka igra glavno vlogo pri tako imenovanih termonuklearnih supernovah. Vesolje je našlo dva načina, kako razstreliti pritlikavko. Včasih se zgodi, da bela pritlikavka kroži okoli druge zvezde. Pritlikavka s svojo gravitacijo počasi krade snov spremljevalki in se debeli. Na neki točki ima tako veliko maso, da se na njenem površju vžge ogljik, ki ga je na pritlikavki na pretek. Verižna reakcija zvezdo razstreli. Podobna supernova lahko nastane tudi v primeru, da se zaletita dve beli pritlikavki.
Druga vrsta supernov je povezana z masivnimi zvezdami, ki imajo maso od osem do 140 Sonc. V jedrih takšnih zvezd se s fuzijskimi reakcijami lahka jedra elementov zlivajo v težja. Vodik v helij, helij v ogljik in kisik in tako dalje vse do železa in niklja. Kompaktno železovo jedro se pod vplivom gravitacije sesede v nevtronsko zvezde ali črno luknjo, zunanje plasti pa katapultira daleč stran od zvezde.
Čeprav so opisani scenariji precej dobro sprejeti v znanstveni skupnosti, podrobnosti ostajajo nejasne. Opazovanja nam povejo, da se v vesolju pojavi manj supernov prvega tipa kot drugega.
Kozmična ravnila in sejalci kovin
Supernove pokajo kot za stavo in s tem vplivajo na praktično vse, kar je v vesolju. Eksplozije mešajo in preoblikujejo medzvezdne oblake plina. Znanstveniki so tako v nedavni raziskavi pokazali, da je Sonce trenutno v ogromnem mehurčku, ki ga je pred desetimi milijoni let v prostor izklesala serija supernov. Mešanje plina lahko sproži nenadno rojstvo večjega števila zvezd, po drugi strani pa lahko supernove potisnejo del plina daleč stran, tudi iz same galaksije v medgalaktični prostor.
Kar ne uspe zvezdam v življenju, uspe supernovam: ekstremne razmere pri eksploziji omogočijo nastanek večjega dela elementov, težjih od železa (nekateri težki elementi v večji količini nastanejo tudi pri trkih nevtronskih zvezd). Supernove raztrosijo elemente po medzvezdnem prostoru, kjer sčasoma postanejo del naslednje generacije zvezd, pa tudi planetov in, vsaj na Zemlji, življenja.
Termonuklearne supernove v astroiziki igrajo še eno izredno pomembno vlogo. Lastnosti izsevane svetlobe teh supernov nam namreč omogočajo, da jih uporabimo za merjenje razdalj do precej oddaljenih galaksij. Na prelomu tisočletja so znanstveniki prav s supernovami pokazali, da se vesolje dandanes širi pospešeno, kar je pretreslo tedanje razumevanje razvoja vesolja.
Pripravljeni na novo domačo supernovo
V naši galaksiji naj bi vsako stoletje eksplodirali ena ali dve supernovi. V zapisih starodavnih opazovalcev neba najdemo kar nekaj opisov novih zvezd, ki ustrezajo supernovi. Zakaj torej ne vidimo podobnega spektakla, kot so ga lahko občudovali leta 1054? Manjši del zvezd umre tiho, brez fanfar, brez svetle eksplozije. A glavni razlog je prah, raztrosen po galaktičnem disku. Svetloba supernove, ki eksplodira na drugi strani galaksije, nas ne doseže, ker se siplje na prašnih delcih. Imamo pač smolo, da nobena zvezda na našem koncu kozmičnega dvorišča v tem času ni eksplodirala.
Kar nekaj zvezd, ki so razmeroma blizu, sumimo, da bodo kmalu eksplodirale. Rdeča nadorjakinja Betelgeza, ki krasi ozvezdje Orion, je nedavno opozorila nase z nenadno spremembo sija. Izkazalo se je, da ni bila na poti v smrt, temveč je njeno ploskev za trenutek prekril večji oblak prahu, toda astronomi zvezdo še naprej sumničavo opazujejo. Mogoče še boljša kandidatka za kozmični ognjemet je zvezda Eta Gredlja. Izjemno masivna zvezda izgublja snov kot za stavo, vsake toliko časa pa se njen sij dramatično spremeni. Težko je napovedati, ali bo eksplodirala jutri ali čez deset tisoč let, bo pa vsekakor kmalu na astronomskih skalah.
Prej ali slej bo torej na nebu spet zasvetila izredno svetla supernova in astronomi bi radi bili pripravljeni, da ji izkažejo potrebno spoštovanje in jo opazujejo z vsem, kar premorejo. Pripravljeni smo bolje kot leta 1987. Svet je preplavljen s teleskopi, tako ljubiteljskimi kot profesionalnimi. Okoli Zemlje krožijo najrazličnejši znanstveni observatoriji, ki skupaj z zemeljskimi omogočajo opazovanje supernove v celotnem elektromagnetnem spektru. Bogatejši smo za detektorje gravitacijskih valov, ki bi lahko zaznali tresenje prostora-časa, ki nastane ob eksploziji. Tu je še cela množica detektorjev nevtrinov, majcenih delcev, ki se ob eksploziji sprostijo v velikem številu. Mirno lahko napovemo, da bo naslednja vidna galaktična supernova najbolj opazovan kozmični dogodek.
Supernove predstavljajo uničenje in življenje. Nepregledna vrsta eksplozij je skozi čas v vesolju zasejala razmere za naš obstoj. Bolje ko bomo razumeli smrti zvezd, bližje bomo skrivnosti življenja.