Supernova
Termín supernova nebo výbuch supernovy (exploze supernovy) v astronomii označuje některé hvězdné exploze, které se nám jeví jako extrémně jasné objekty. Jsou složené z plazmatu a jejich jasnost nakonec v průběhu týdnů či měsíců opět o mnoho řádů klesá. Název je latinská složenina slov super označující zde vysokou jasnost a nova (stella) je původní označení domnělého vzniku „nové hvězdy“.
K explozi vedou dvě možné cesty:
- jedná se o masivní hvězdu, která ve svém jádře syntetizovala takové množství železa nezpůsobilého jaderné fúze, že se gravitačně zhroutí, neboť utlumená fúzní reakce již není schopna čelit síle gravitace.
- jedná se o bílého trpaslíka, který nahromadil materiál od svého hvězdného průvodce, dosáhl Chandrasekharovy meze a prodělal termonukleární explozi.
V obou případech výsledný výbuch supernovy rozmetá obrovskou silou většinu nebo všechnu hmotu hvězdy.
Exploze vytváří rázovou vlnu, která se šíří do okolního prostoru, interaguje se zbytky supernovy a s mezihvězdnou hmotou. Nejznámějším[zdroj?] příkladem tohoto procesu jsou zbytky SN 1604, viz obrázek. Exploze supernov jsou jedním ze zdrojů všech prvků těžších než železo. Dalším zdrojem jsou kolize neutronových hvězd. Například všechen zinek, zlato a uran byly syntetizovány při explozi supernov nebo při kolizí neutronových hvězd před miliardami let. Supernovy vnášejí do mezihvězdné hmoty těžké prvky a obohacují tak molekulární mračna, která jsou dějištěm tvorby nových hvězd. Činnost supernov významně ovlivnila složení sluneční soustavy a umožnila tak nakonec život na Zemi, jak ho známe. Výbuch supernovy je provázen obrovskými teplotami a za jistých podmínek mohou fúzní reakce během vrcholné fáze vyprodukovat některé z nejtěžších prvků, jako je kalifornium.
Podstatu jevu i samotný název „supernova” poprvé představili veřejnosti Fritz Zwicky a Walter Baade na přednášce na Stanfordově univerzitě 15. prosince 1933. Původní jev nova pochází z latinského stella nova, „nová hvězda“ a označoval obdobný jev, který byl pozorován jako nově vzniklá jasná a krátce svítící hvězda na nebeské sféře. Zažitý termín nova se nezměnil ani po zjištění, že se nejedná o novou hvězdu, ale o fázi ve vývoji hvězdy na konci jejího života. Předpona „super“ odráží skutečnost, že při výbuchu supernovy se uvolňuje mnohem více energie. Předpokládané největší supernovy se nazývají hypernovy.
Objevy supernov jsou oznamovány na Centrálu astronomických telegramů Mezinárodní astronomické unie, která vydá oběžník s přiděleným názvem. Název se skládá z roku objevu a jedno nebo dvoupísmenného označení. Prvních 26 supernov v roce dostává písmena od A do Z. Po Z se začíná s aa, ab, atd.
Významné supernovy
Krabí mlhovina je expandující oblak plynu vytvořený supernovou z roku 1054.
Zde uvedené letopočty představují okamžik prvního pozorování na Zemi. Událost samotná nastala ve vzdálenostech stovek nebo tisíců světelných let od Země a tomu odpovídá doba, kterou světlu překonání této vzdálenosti muselo zabrat.
- 1006 – SN 1006 – Nejjasnější zaznamenaná supernova s hvězdnou velikostí −7,5±0,5 mag[1]; záznamy dokládají pozorování v dnešním Egyptě, Íránu, Švýcarsku, Číně a Japonsku.
- 1054 – SN 1054 – počátek formování Krabí mlhoviny, zaznamenaný čínskými a arabskými astronomy.
- 1181 – SN 1181 – zaznamenaná čínskými a japonskými astronomy, supernova v Kasiopei, jejím pozůstatkem je pravděpodobně podivná hvězda 3C 58.
- 1572 – SN 1572 – supernova v Kasiopei, pozorovaná Tycho Brahem, jehož kniha De Nova Stella dala podobným objektům název „nova“. Zaznamenána byla i jinými evropskými pozorovateli (například Tadeáš Hájek z Hájku) i čínskými.
- 1604 – SN 1604 – supernova v Hadonoši, pozorovaná Johannem Keplerem; poslední supernova pozorovaná v Mléčné dráze.
- 1885 – S Andromeda v galaxii Andromeda, objevená Ernstem Hartwigem.
- 1987 – SN 1987A ve Velkém Magellanově mračnu, byla pozorována hodinu po hodině od svého počátku, představovala první možnost otestování moderních teorií formování supernov.
- Cassiopeia A – supernova v Kasiopei, nepozorovaná ze Země, odhaduje se však, že je ~300 let stará. Je to nejjasnější zbytek supernovy v rádiovém oboru.
Supernovu z roku 1604 použil italský učenec a astronom Galileo jako důkaz neplatnosti aristotelovského dogmatu o naprosté neměnnosti nebes.
Klasifikace supernov
Když se astronomové snažili porozumět explozím supernov, klasifikovali je podle čar různých chemických prvků objevujících se v jejich spektru. Dobrý popis těchto tříd poskytuje anglická publikace „Optická spektra supernov“ od Filipenka (Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Volume 35, 1997, pp. 309-355)
Základním prvkem rozdělení je přítomnost nebo nepřítomnost čáry vodíku. Pokud spektrum supernovy obsahuje čáru vodíku, je klasifikována jako typ II, jinak jde o typ I.
Kromě těchto skupin existují podrobnější dělení podle přítomnosti jiných čar nebo tvaru světelné křivky.
- Typ I - Žádné Balmerovy čáry vodíku
- Typ Ia - Čára Si II na 615,0 nm
- Typ Ib - Čára He I na 587,6 nm
- Typ Ic - Slabé nebo žádné čáry hélia
- Typ II - Má Balmerovy čáry vodíku
- Typ II-P - Plochá světelná křivka
- Typ II-L - Lineární pokles světelné křivky (závislost magnitudy na čase)