supernova

Krabbenebulaen
Krabbetåken er restene av en supernovaeksplosjon som skjedde for nesten tusen år siden. Den består av en turbulent masse av gass og støv, med snodde, lysende filamenter. Hele massen utvider seg svært fort. I sentrum av Krabbetåken ligger en pulsar, som er en nøytronstjerne med like mye masse som Sola presset sammen til et område på størrelse med en liten by. Pulsaren roterer omtrent 30 ganger i sekundet. Dette bildet er et komposittbilde tatt av fem ulike teleskoper og representerer nesten hele det elektromagnetiske spekteret.
Krabbenebulaen
NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires).
Lisens: Falt i det fri (Public domain)
Bilder av SN1987A tatt med Hubble Space Telescope gjennom flere år som viser at supernovaen er omgitt av en ring med små strålende kilder. Disse antas å utgjøre en tynn, kuleformet massesky fra et utbrudd av samme stjerne omkring 20 000 år tidligere.
.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Supernova er en gigantisk stjerneeksplosjon som et resultat av en rask sammentrekning (kollaps) av kjernen til en stjerne. Det dreier seg om spesielt kraftige kjernereaksjoner, som forekommer i et lite antall stjerner på slutten av deres livssyklus.

Faktaboks

Etymologi
latin super-, ‘over’ og nova, ‘ny’

Under supernovaeksplosjonen blir store deler av stjernens masse blåst vekk og kun en meget kompakt kjerne blir værende, enten som nøytronstjerne eller sort hull, avhengig av massen. Rundt denne kjernen vil det dannes en gasståke som utvider seg raskt og som ofte kan observeres i lang tid etter at supernovaeksplosjonen fant sted.

Under supernovaeksplosjonen kan stjernens luminositet (energiutstråling) øke til ti milliarder ganger Solens luminositet.

Beskrivelse

Det skilles mellom to typer supernovaer: SN I og SN II, med de tre underkategoriene SN Ia, Ib og Ic. De ulike typene skilles fra hverandre både med tanke på hvordan de har blitt dannet og hvordan de ser ut. For å skille mellom de ulike typene kan man studere sammensetningen av grunnstoffer i de resulterende tåkene og utbruddenes lyskurver (hvordan lysstyrken til supernovaen varierer).

Supernova type I

Tåker fra SN Ia, som ekspanderer med hastighet omkring 10 000 kilometer per sekund, mangler hydrogen og helium – de vanligste grunnstoffene i universet. Tåkene fra SN Ib inneholder noe helium.

Det antas at SN Ia er knyttet til sluttfasen til eldre stjerner noe større enn Solen, som mister en betydelig del av sin masse innen de kollapser til hvite dvergstjerner. Det ble tidlig reist spørsmål om hvordan hvite dvergstjerner kunne forårsake en eksplosiv supernova. Det er funnet eksempler på dobbeltstjerner hvor en hvit dvergstjerne får overført masse fra sin betydelig mer massive kompanjong, som fører til at den vokser utover den kritiske grenseverdien på 1,44 solmasser for dannelse av nøytronstjerner. Dvergstjernen blir dermed ustabil, den eksploderer voldsomt og danner sammen med den andre stjernen en supernova.

Lyskurvene til SN Ia når maksimum lysstyrke i løpet av et par uker, hvor utstrålingen er relativt konstant i én til to uker for så å avta jevnt i de følgende to ukene og deretter gradvis forsvinne i løpet av noen måneder. SN Ia når litt høyere lysstyrke enn typene Ib og Ic. Under maksimum lysstyrke stråler SN I omkring tre ganger kraftigere enn SN II. Beskrivelser av Tycho Brahes SN1572 og Johannes Keplers SN1604 tyder på at disse var av type Ia.

Supernova type II

Tåkene fra SN II har er normalt mengdeforhold av universets grunnstoffer. SN II knyttes til den eksplosive sluttfasen til massive stjerner (mer enn 40 ganger Solens masse) som kollapser og eksploderer. Avhengig av den opprinnelige stjernens masse vil denne ende som en hurtig roterende nøytronstjerne, pulsar eller svart hull.

Lyskurvene stiger også bratt til maksimal styrke hvor de stråler jevnt i én til to måneder, før de minker i én til to måneder og svinner hen etter mange måneder.

Hypernovaer

Siden 1998 er det observert en ny type supernovaer som oppnår 10–100 ganger høyere maksimal lysstyrke enn det som er typisk for SN Ia. Disse omtales i faglitteraturen som Superluminous Supernova eller hypernova. Blant disse ekstremt lyssterke objektene er SN2003dh i stjernebildet Løven, og SN2006gy i stjernebildet Perseus. Styrken til disse ble passert av SN2015L som strålte dobbelt så kraftig. Et bilde av SN2015Ls enorme lysstyrke er at den svarer til 20 ganger Melkeveiens samlede utstråling. Det antas at skyer fra tidligere utbrudd vil kunne blusse opp igjen i forbindelse med det kraftige utbruddet og bidra med ekstra stråling, men mekanismen bak disse ekstremt intense strålekildene er foreløpig noe uviss.

Standard lyskilde og avstandsbestemmelse

Det store flertallet av type Ia supernovaer har spesielt høy lysstyrke og blir observert også i meget fjerne galakser. Siden disse også stråler med nær samme lysstyrke kan de brukes som en standard lyskilde. De kan da brukes til å beregne avstanden fra oss til galaksene hvor novaene befinner seg. Samtidig forteller rødforskyvningen til det mottatte lyset noe om hvor mye universet har utvidet seg siden lyset ble sendt ut. Dette har gjort observasjoner av SN Ia til et viktig redskap for studiet av universets historie (se kosmologi). Observasjoner av SN Ia har blant annet bekreftet at universet utvider seg med akselererende hastighet.

Registrerte supernovaer

Sammensatt bilde av stjernetåken Cassiopeia A som er restene etter SN 1680. Bildet kombinerer observasjoner med NASAs teleskoper: Hubble Space Telescope (gul), det infrarøde Spitzer Space Telescope (rød) og røntgenobservatoriet Chandra (blå og grønn).

.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Et betydelig antall observerbare rester etter tidligere supernovaer viser at det kan ha vært flere hundre supernovaer i Melkeveien i løpet av de siste millioner år.

Før teleskopets tid

Historiske kilder fra Kina og Korea beskriver flere supernovaer. De tidligste og kjente tilfellene fant sted i årene 185, 386, 393, 1006, 1054 og 1081.

Supernova SN1006, som strålte like sterkt som Venus, antas å ha vært den mest lyssterke i vår galakse. SN1054 er opphavet til Krabbetåken som utvider seg raskt i alle retninger bort fra en hurtig roterende, pulserende nøytronstjerne (pulsar). SN1572 ble observert og beskrevet av Tycho Brahe. Hans elev og assistent, Johannes Kepler, observerte den neste i 1604. Slike observasjoner bidro trolig også til at begge to ble sterkt tvilende til datidens rådende oppfatning om et uforanderlig verdensbilde.

Utvidelseshastigheten til gasståken Cas A, i stjernebildet Kassiopeia, tyder på at den stammer fra en supernovaeksplosjon som fant sted i 1680, men som ikke er blitt observert.

Observasjoner med teleskoper

Med adgang til teleskoper er alle observasjoner av supernovaer siden 1680 blitt registrerte i andre galakser enn vår egen. Supernovautbrudd forekommer meget sjelden i hver enkelt galakse. I spiralgalakser som Melkeveien er det i gjennomsnitt omkring én supernova hvert 100 år. Frem til 1990 ble det hvert år registrert omkring 30 supernovaer, men stadig bedre teleskoper og observasjonsteknikker har senere ført til mer enn 100 nye registreringer i året.

Den første supernovaen registrert i en annen galakse var SN1885 i vår nabogalakse Andromeda (Messier 31). Den neste og enda nærmere supernova SN1987A, lyste opp i Den store magellanske sky i 1987. Denne ble registrert med en rekke moderne teleskoper på den sydlige halvkule og fra verdensrommet. Den ble gitt høy prioritet med NASAs Hubble Space Telescope, med romsonder for registrering av røntgenstråling og med radioteleskoper på bakken. To nøytrino-observatorier registrerte et økt antall nøytrinoer i forbindelse med SN1987As utbrudd. Det representerte et gjennombrudd i studier av kjernefysiske reaksjoner knyttet til supernovautbrudd, hvor beregninger har vist at omkring 99 prosent av energien i stjernekollapsen slipper ut som nøytrinostråling. Den omfattende og detaljerte informasjon som ble innsamlet om SN1987A åpnet en ny epoke i studier av supernovaer.

Supernova oppdaget av en nordmann

Supernovaen SN1999cb i galaksen Markarian 881 i stjernebildet Herkules ble oppdaget i 1999 av den norske amatørastronomen Odd Trondal (født 1951). Dette er den første krediterte supernovaoppdagelsen fra Norge. Asteroiden 149968 Trondal er oppkalt etter ham.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg

Fagansvarlig for Sol og stjerner

Oddbjørn Engvold
Universitetet i Oslo