Supernova

Izvor: Wikipedija

Supernova je katastrofična eksplozija zvijezde pri kojoj se oslobađa dovoljno energije da supernova svojim sjajem zasjeni ostatak galaksije. To su "nove" (od latinske riječi za "nov", jer se antičkim astronomima koji nisu imali teleskopa činilo da su to nove zvijezde). Prvu od njih spomenuo je grčki astronom Hiparh (190—120. p.h.e.).

Pored energije elektromagnetskog zračenja, mnogo više energije se oslobodi u vidu kinetičke energije čestica i u vidu neutrina. Supernova se događa kada masivna zvijezda potroši svoje nuklearno gorivo, pri čemu jezgra postaje nestabilna, pa kolapsira.

[uredi] Učestalost supernova

Supernove se ne pojavljuju često; samo jedna na stotinu zvijezda sposobna je eksplodirati kao supernova, samo su rijetke od njih u konačnoj fazi svoga životnog vijeka, a još su rjeđe dovoljno blizu da bi se mogle vidjeti kao neuobičajeno blistave zvijezde. (Prije no što je izumljen teleskop samo se izvanredno blistava zvijezda mogla nametnuti pažnji promatrača kao nešto što se pojavilo tamo gdje prije nije bilo vidljive zvijezde.) Ipak se supernove mogu pojaviti, i u prošlosti se to događalo — bez upozorenja, naravno.

[uredi] Supernove kroz povijest

Jedna značajna supernova koja se pojavila na nebu u povijesnim vremenima pokazala se 4. srpnja 1054. — nesumnjivo najkolosalniji poznati vatromet koji je ikada proslavio američki Praznik zahvalnosti, iako 722 godine prije samog događaja. Tu supernovu iz 1054. primijetili su kineski astronomi, ali europski i arapski astronomi nisu je zapazili.

Ta se supernova pojavila kao nova zvijezda, blješteći u zviježđu Bika žestinom koja je nadmašila sjaj Venere. Ništa na nebu nije bilo sjajnije od nove zvijezde, osim Sunca i Mjeseca. Bila je tako blistava da se mogla vidjeti danju — i to ne samo kratkotrajno, već dan za danom u razdoblju od tri tjedna. Tada je polako počela blijediti; ali prošle su skoro dvije godine prije no što je postala suviše blijedom da bi se mogla vidjeti golim okom.

Na mjestu koje su stari grčki astronomi označili kao područje toga neobičnog pomola zvijezde, danas se nalazi nemiran oblak plina nazvan "Rakovica" ili "Rakova maglica", promjera oko 13 svjetlosnih godina. Švedski astronom Knut Lundmark prvi je 1921. napomenuo da bi to mogao biti preživjeli ostatak supernove iz 1054. Plinovi Rakove nebule još se kreću prema van brzinom koja, izračunata unatrag, pokazuje da se eksplozija koja ih pokreće dogodila otprilike baš u vrijeme pojave nove zvijezde.

Sjajna kakva je bila na nebu 1054. godine, ta supernova nije odaslala na Zemlju više od stomilijuntog dijela svjetlosti Sunca, a to teško da je dovoljno za ma kakvo djelovanje na ljudska bića, osobito stoga jer je na toj razini ostala samo nekoliko tjedana.

No, nije važna samo ukupna svjetlost, već i distribucija. Naše Sunce oslobađa vrlo aktivno zračenje u obliku X-zraka, ali supernova ima mnogo veći postotak svoje energije zračenja u području X-zraka. To isto vrijedi i za kozmičke zrake, drugi oblik visokoenergetskoga zračenja.

Ukratko, iako je svjetlost supernove iz 1054. bila tako blijeda u usporedbi sa Suncem, ona je bila mogla nadmašiti Sunce svojom proizvodnjom X-zraka i kozmičkih zraka usmjerenih na Zemlju, barem u početnim tjednima eksplozije.

Naravno, Rakova maglica nije nam vrlo blizu. Udaljena je oko 6500 svjetlosnih godina. Još blistavija supernova pojavila se 1006. Prema izvještajima kineskih promatrača, činilo bi se da je vjerojatno bila čak sto puta sjajnija od Venere, uz odgovarajuću količinu svjetlosti punog Mjeseca. Spominje se čak i u nekoliko europskih kronika. Bila je udaljena samo 4000 svjetlosnih godina.

Nakon 1054. na našem su nebu bile samo dvije vidljive supernove. Godine 1572. pojavila se u zviježđu Kasiopeja supernova koja je bila gotovo tako blistava kao ona iz 1054., ali bila je i dalje u svemiru. Konačno, jedna supernova javila se u zviježđu Zmija 1604.; bila je znatno manje blistava od ostalih triju koje sam spomenuo, ali također i znatno udaljenija.

Neke supernove mogle su se pojaviti u našoj galaksiji i nakon 1604. te ostati nevidljive, skrivene iza prostranih oblaka prašine i plina koji zabrtvljuju vanjske rubove galaksije. No, ostatke supernova možemo otkriti u obliku prstenova prašine i plina, kao što je npr. Rakovica, ali obično rjeđih i širih, koji nagovještavaju supernove što su eksplodirale ostavši nezapažene, ili zato što su bile skrivene ili stoga jer su se zbile daleko unatrag u vremenu.

Nekoliko snopića plina otkrivenih emitiranjem mikrovalova i nazvanih Kasiopeja A čini se da označava supernovu koja je eksplodirala potkraj 1600-tih godina. Ako je tako, tada je to posljednja supernova za koju se zna da je eksplodirala u našoj galaksiji, iako se u ono doba nije mogla vidjeti. Ta je eksplozija mogla biti znatno spektakularnija od supernove iz 1054. promatrana iz iste udaljenosti, ako se prosuđuje prema zračenju što ga sada emitira njezin ostatak. Ona je, međutim, bila udaljena 10000 svjetlosnih godina, tako da vjerojatno ne bi bila mnogo sjajnija od prethodne — da se je mogla vidjeti.

Jedna supernova spektakularnija od svih koje su se vidjele u povijesnim vremenima bljesnula je na nebu možda prije 11000 godina, u vrijeme kad su, u nekim dijelovima svijeta, ljudska bića bila pred skorim otkrivanjem ratarstva. Danas je od te supernove ostao plašt plina u zviježđu Jedro kojega je 1939. prvi otkrio astronom Otto Struve (1897—1963). Taj je plašt nazvan Gumovom maglicom (prema australskom astronomu Colinu S. Gumu koji gaje prvi podrobno proučavao u 1950-im godinama).

Središte plašta udaljeno je od nas samo 1 500 svjetlosnih godina; to znači da je, od svih poznatih supernova, ta eksplodirala najbliže nama. Jedan rub toga plinovitog plašta koji se još širi i stanjuje udaljen je od nas samo 300 svjetlosnih godina. Do nas bi mogao doći za otprilike 4000 godina, ali tada će to biti tako rijetko raspršena materija da nas neće moći pogoditi ni na koji značajniji način. Kad je ta bliza supernova eksplodirala, na svojem je vrhuncu nekoliko dana mogla biti tako sjajna kao puni Mjesec, pa možemo zavidjeti onim prethistorijskim ljudskim bićima koja su bila svjedocima tog veličanstvenog prizora.

[uredi] Potencijalne opasnosti za Zemlju

Ipak je čak i Vela supernova bila udaljena 1 500 svjetlosnih godina. Postoje zvijezde koje se nalaze na manje od stotog dijela te udaljenosti. Što ako neka zvijezda koja nam je doista blizu neočekivano postane supernova? Pretpostavimo da se jedna zvijezda iz Alpha Centaurija, udaljena samo 4,4 svjetlosne godine, pretvori u supernovu — što tada? Kad bi sjajna supernova, pojavljujući se, bljesnula na udaljenosti od 4,4 svjetlosne godine, u punom sjaju, buknula bi 1 /6 svjetlosti i topline Sunca i nekoliko bi tjedana trajao toplinski val kakvoga Zemlja nikada nije iskusila.

Pretpostavimo da supernova bljesne u doba Božića, kao najsjajnija Betlehemska zvijezda koja je ikad postojala. U to doba godine na južnoj bi polukugli bio ljetni solsticij i Antarktik bi bio potpuno izložen stalnom Sunčevu svjetlu. Sunce bi, jasno, bilo slabo jer je na Antarktiku ono blizu horizontu čak i za solsticija. No, supernova Alpha Centaurija bila bi visoko na nebu i dodala bi svoju doista značajnu toplinu toplini Sunca. Antarktička ledena kapa morala bi pretrpjeti štetu. Opseg topljenja bio bi nečuveno velik i razina mora znatno bi porasla, s katastrofalnim učincima u mnogim dijelovima svijeta. Uz to, razina mora ne bi se povukla brzo nakon što se supernova ohladi. Bile bi potrebne godine da se opet uspostavi ravnoteža.

Uz to, Zemlja bi bila okupana X-zrakama i kozmičkim zrakama, i to intenzitetima koje vjerojatno nikad prije nije primila, a nakon nekoliko godina obavio bi je oblak prašine i plina, gušći od ikojeg s kojim se ikada srazila.

No, to se ne može dogoditi. Sjajnija zvijezda binarnoga sustava Alpha Centauri ima otprilike istu masu kao i Sunce i ne može eksplodirati kao divovska supernova, ili kao bilo kakva supernova, ništa više no što to može naše Sunce. Najviše što Alpha Centauri može postati jest da se pretvori u crvenog diva, izbaci dio svojih vanjskih slojeva u obliku planetarne maglice i zatim se skupi u bijelog patuljka.

Mi ne znamo kad će se to dogoditi zato što ne znamo koliko je stara, ali može se dogoditi tek nakon što se pretvori u crvenog diva; a čak i kad bi se to počelo događati sutra, ona bi vjerojatno ostala u fazi crvenoga diva nekoliko stotina milijuna godina.

Koja je, dakle, najmanja udaljenost na kojoj bismo možda mogli naći neku supernovu?

Ponajprije, moramo tražiti masivnu zvijezdu; zvijezdu koja je 1,4 puta masivnija od Sunca, s tim da je to apsolutni minimum, i zvijezdu koja je znatno masivnija od toga želimo li doista veliki prizor. Te masivne zvijezde nisu brojne i to je glavni razlog zašto se supernove ne javljaju češće. (Procijenjeno je da u galaksiji velikoj poput naše može negdje nastati u prosjeku jedna supernova svakih 150 godina i, naravno, rijetke će među njima biti čak i umjereno blizu nama.)

Najbliža masivna zvijezda je Sirius s masom 2,1 puta većom od Sunčeve, a udaljena je 8,63 svjetlosne godine; to je otprilike dvostruka udaljenost do Alpha Centaurija. Čak i s tom masom, Sirius nije u stanju stvoriti doista spektakularnu supernovu. Jednoga će dana, dakako, eksplodirati, ali to će biti prije pištolj nego top. Osim toga, Sirius se nalazi na glavnom nizu. Zbog njegove mase, njegov ukupni vijek trajanja na glavnom nizu iznosi samo oko 500 milijuna godina, a nešto je od tog vremena nedvojbeno isteklo. No, ono što je ostalo, uz dodatak faze crvenoga diva, mora značiti da je eksplozija i opet odgođena za nekoliko stotina milijuna godina.

Koja je, dakle, najbliža masivna zvijezda već u fazi crvenoga diva?

Najbliži crveni div je Scheat u zviježđu Pegaz. Udaljen je samo oko 160 svjetlosnih godina, a promjer mu je oko 110 puta veći od Sunčeva. Ne znamo kolika je njegova masa, ali ako je to njegov najveći opseg, masa je samo nešto malo veća od Sunčeve te neće prijeći u fazu supernove. Ako je, s druge strane, masivniji od Sunca i ako se još širi, njegova faza supernove još je odgođena za dugo vremena.

Najbliži doista veliki crveni div je Mira u zviježđu Cetus (Kit). Njegov je promjer 420 puta veći od Sunčeva; ako bismo zamislili da se nalazi na mjestu Sunca, njegova bi površina bila smještena u najdaljem dosegu asteroidnog pojasa. Njegova masa mora da je znatno veća od Sunčeve, a udaljen je od nas oko 230 svjetlosnih godina.

Postoje još tri crvena diva koja su veća od toga, a uz to nisu mnogo udaljeniji. To su Betelgeuse u Orionu, Antares u Škorpionu i Ras Algethi u Herkulu. Svi su oni udaljeni oko 500 svjetlosnih godina.