Es gibt einige Orte im Universum, die sich dem Verständnis entziehen. Und Supernovae müssen die extremsten Orte sein, die man sich vorstellen kann. Wir sprechen von einem Stern mit möglicherweise Dutzenden der Größe und Masse unserer eigenen Sonne, der in Sekundenbruchteilen gewaltsam stirbt.
Schneller als ich es brauche, um das Wort Supernova zu sagen, bricht ein vollständiger Stern in sich zusammen, erzeugt ein Schwarzes Loch, bildet die dichteren Elemente im Universum und explodiert dann mit der Energie von Millionen oder sogar Milliarden von Sternen nach außen.
Aber nicht in allen Fällen. Tatsächlich gibt es Supernovae in verschiedenen Geschmacksrichtungen, angefangen bei verschiedenen Arten von Sternen bis hin zu verschiedenen Arten von Explosionen und der Erzeugung verschiedener Arten von Überresten.
Es gibt zwei Haupttypen von Supernovae, den Typ I und den Typ II. Ich weiß, dass dies etwas kontraintuitiv klingt, aber beginnen wir zuerst mit dem Typ II.
Dies sind die Supernovae, die entstehen, wenn massive Sterne sterben. Wir haben eine ganze Show über diesen Prozess gemacht. Wenn Sie ihn jetzt sehen möchten, können Sie hier klicken.
Aber hier ist die kürzere Version.
Wie Sie wissen, wandeln Sterne Wasserstoff in ihrem Kern in Fusion um. Diese Reaktion setzt Energie in Form von Photonen frei und dieser leichte Druck drückt gegen die Schwerkraft, die versucht, den Stern in sich hineinzuziehen.
Unsere Sonne hat nicht die Masse, um Fusionsreaktionen mit Elementen jenseits von Wasserstoff oder Helium zu unterstützen. Sobald das gesamte Helium aufgebraucht ist, hören die Fusionsreaktionen auf und die Sonne wird zu einem weißen Zwerg und beginnt sich abzukühlen.
Wenn Sie jedoch einen Stern mit der 8-25-fachen Masse der Sonne haben, kann er schwerere Elemente in seinem Kern verschmelzen. Wenn der Wasserstoff ausgeht, wechselt er zu Helium und dann zu Kohlenstoff, Neon usw. bis zum Periodensystem der Elemente. Wenn es jedoch Eisen erreicht, benötigt die Fusionsreaktion mehr Energie als sie produziert.
Die äußeren Schichten des Sterns kollabieren im Bruchteil einer Sekunde nach innen und detonieren dann als Supernova vom Typ II. Sie haben einen unglaublich dichten Neutronenstern als Überrest übrig.
Wenn der ursprüngliche Stern jedoch mehr als die 25-fache Masse der Sonne hatte, geschieht der gleiche Kernkollaps. Aber die Kraft des nach innen fallenden Materials kollabiert den Kern zu einem Schwarzen Loch.
Extrem massive Sterne mit mehr als der 100-fachen Sonnenmasse explodieren spurlos. Tatsächlich gab es kurz nach dem Urknall Sterne mit Hunderten und vielleicht sogar Tausenden von Sonnenmassen aus reinem Wasserstoff und Helium. Diese Monster hätten ein sehr kurzes Leben geführt und mit einer unverständlichen Menge an Energie gezündet.
Das sind Typ II. Typ I ist etwas seltener und entsteht, wenn Sie eine sehr seltsame binäre Sternsituation haben.
Ein Stern im Paar ist ein weißer Zwerg, der lange tote Überrest eines Hauptreihensterns wie unserer Sonne. Der Begleiter kann jede andere Art von Stern sein, wie ein roter Riese, ein Hauptreihenstern oder sogar ein anderer weißer Zwerg.
Was zählt, ist, dass sie nahe genug sind, dass der Weiße Zwerg seinem Partner Materie stehlen und sie wie eine erstickende Decke potenzieller Explosivität aufbauen kann. Wenn die gestohlene Menge das 1,4-fache der Sonnenmasse erreicht, explodiert der Weiße Zwerg als Supernova und verdampft vollständig.
Aufgrund dieses Verhältnisses von 1,4 verwenden Astronomen Supernovae vom Typ Ia als „Standardkerzen“, um Entfernungen im Universum zu messen. Da sie wissen, mit wie viel Energie es detoniert hat, können Astronomen die Entfernung zur Explosion berechnen.
Es gibt wahrscheinlich andere, noch seltenere Ereignisse, die Supernovae auslösen können, und noch stärkere Hypernovae und Gammastrahlenausbrüche. Dies beinhaltet wahrscheinlich Kollisionen zwischen Sternen, weißen Zwergen und sogar Neutronensternen.
Wie Sie wahrscheinlich gehört haben, verwenden Physiker Teilchenbeschleuniger, um massivere Elemente im Periodensystem zu erzeugen. Elemente wie Ununseptium und Ununtrium. Es braucht enorme Energie, um diese Elemente überhaupt zu erschaffen, und sie halten nur einen Bruchteil einer Sekunde an.
Aber in Supernovae würden diese und viele andere Elemente erzeugt. Und wir wissen, dass es im Periodensystem keine stabilen Elemente gibt, weil sie heute nicht hier sind. Eine Supernova ist ein weitaus besserer Materie-Cruncher als jeder Teilchenbeschleuniger, den wir uns jemals vorstellen können.
Wenn Sie das nächste Mal eine Geschichte über eine Supernova hören, achten Sie genau darauf, um welche Art von Supernova es sich handelt: Typ I oder Typ II. Wie viel Masse hatte der Stern? Das wird Ihrer Fantasie helfen, Ihr Gehirn um dieses erstaunliche Ereignis zu wickeln.
