WIE SCHNELL PASSIERT EINE SUPERNOVA?

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Wenn ein massereicher Stern das Ende seines Lebens erreicht, kann er als Supernova explodieren. Wie schnell geschieht dieser Prozess?

Unsere Sonne wird in Milliarden von Jahren einen langsamen, traurigen Tod erleiden, wenn ihr der magische Sonnensaft ausgeht. Sicher, es wird für eine Weile ein dramatischer roter Riese sein, aber dann wird es sich als weißer Zwerg niederlassen. Bauen Sie einen Lattenzaun, entspannen Sie sich auf der Veranda bei einer erfrischenden Sonnensaftlimonade. Driftet sanft in die Dämmerungsjahre und kühlt sich langsam ab, bis es die Hintergrundtemperatur des Universums erreicht.

Wenn unsere Sonne weniger Masse hätte, würde sie ein noch langsameres Schicksal erleiden. Es ist also nicht überraschend, dass es schneller sterben würde, wenn es mehr Masse hätte. Tatsächlich sterben Sterne mit der mehrfachen Masse unserer Sonne als Supernova und explodieren augenblicklich. Oft sprechen wir im Guide to Space über Dinge, die Milliarden von Jahren dauern. Was ist also mit einer Supernova? Irgendwelche Vermutungen, wie schnell das passiert?

Es gibt tatsächlich verschiedene Arten von Supernovae, und sie haben unterschiedliche Mechanismen und unterschiedliche Dauer. Aber ich werde mich auf eine Kernkollaps-Supernova konzentrieren, die "normale bleifreie" Supernova. Sterne zwischen dem 8- und 50-fachen der Sonnenmasse verbrauchen den Wasserstoffbrennstoff in ihren Kernen in wenigen Millionen Jahren schnell.

Genau wie unsere Sonne wandeln sie Wasserstoff durch Fusion in Helium um und setzen dabei enorme Energiemengen frei, die gegen die Schwerkraft des Sterns drücken und versuchen, in sich zusammenzufallen. Sobald dem massiven Stern der Wasserstoff in seinem Kern ausgeht, wechselt er zu Helium, dann zu Kohlenstoff und dann zu Neon bis zum Periodensystem der Elemente, bis er Eisen erreicht. Das Problem ist, dass Eisen durch den Fusionsprozess keine Energie erzeugt, sodass nichts die Masse des Sterns davon abhält, nach innen zu kollabieren.
… Und Boom, Supernova.

Die Außenkanten des Kerns kollabieren mit 70.000 Metern pro Sekunde nach innen, was etwa 23% der Lichtgeschwindigkeit entspricht. In nur einer Viertelsekunde prallt unfehlbares Material vom Eisenkern des Sterns ab und erzeugt eine Schockwelle der Materie, die sich nach außen ausbreitet. Es kann einige Stunden dauern, bis diese Stoßwelle die Oberfläche erreicht.

Während die Welle durchläuft, entstehen exotische neue Elemente, die der ursprüngliche Stern niemals in seinem Kern bilden könnte. Und hier werden wir alle reich. Hier werden alle Gold-, Silber-, Platin-, Uran- und alles höher als Eisen im Periodensystem der Elemente erzeugt. Eine Supernova wird dann einige Monate brauchen, um ihren hellsten Punkt zu erreichen, und möglicherweise so viel Energie abgeben wie der Rest ihrer Galaxie zusammen.

Supernova 1987A, benannt zum Gedenken an die Aufnahme der ersten Frau in die Rock and Roll Hall of Fame, der erstaunlichen Aretha Franklin. Nun, eigentlich stimmt das nicht, es war die erste Supernova, die wir 1987 gesehen haben. Aber wir sollten Supernovae wirklich nach solchen Dingen benennen. Dennoch ging 1987A relativ nahe und ging 85 Tage, um seine maximale Helligkeit zu erreichen. In den nächsten 2 Jahren langsam rückläufig. Leistungsstarke Teleskope wie das Hubble-Weltraumteleskop können noch Jahrzehnte später die Schockwelle im Weltraum beobachten.

Unsere Kernkollaps-Supernova mit „normalem Geschmack“ ist nur eine Art explodierender Sterne. Die Supernovae vom Typ 1a entstehen, wenn ein weißer Zwergstern wie ein gigantischer parasitärer Zwilling Material von einem binären Partner absaugt, bis er das 1,4-fache der Sonnenmasse erreicht, und dann explodiert. In nur wenigen Tagen erreichen und verblassen diese Supernovae viel schneller als unsere Kernkollapsfreunde.

Wie lange dauert es, bis eine Supernova explodiert? Ein paar Millionen Jahre, bis der Stern stirbt, weniger als eine Viertelsekunde, bis sein Kern zusammenbricht, ein paar Stunden, bis die Stoßwelle die Oberfläche des Sterns erreicht, ein paar Monate, um sich aufzuhellen, und dann nur ein paar Jahre, um zu verblassen Weg.

Welchen Stern würdest du gerne explodieren lassen? Sagen Sie es uns in den Kommentaren unten.

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