ابرنواختر

ابرنواختر یا سوپرنوا (Supernova) به ‌انفجار عظیم یک ‌ستاره‌ با‌ جرمی ‌زیاد، در پایان عمر آن گفته‌ می‌شود. این انفجار، تنها در چندثانیه به انتشار انرژی‌ عظیمی می‌انجامد که برابر با کل انرژی ‌خورشید درطول میلیاردها سال عمر آن است. ‌همچنین ‌عبارت سوپرنوا برگرفته ازعبارت نوا (کلمه لاتین به‌معنی new) است.

نواختران

گاهی‌ ستاره‌ای ‌از تاریکی ‌نسبی‌ به‌ در می‌آید ‌و روشنی ‌بسیاری‌ پیدا می‌کند ‌و سپس ‌اندک ‌اندک ‌به ‌تاریکی ‌باز می‌گردد. چنین ستاره ای نواختر نامیده می‌شود. صفت نو؛ صفت درستی نیست زیرا ستاره هم ستاره‌ای نو نیست بلکه افزایش روشنی ظاهریش تازه است.

مطالعه ‌طیف ‌نمودی دقیق نواختر نشان می‌دهد که این ستاره بی‌کم‌وکاست پوسته بیرونیش را می‌ترکاند. ستاره ناگهان تمامی سطح بیرونی خود را (که پوسته‌ی منبسط شونده‌ای گرداگرد ستاره است) می‌اندازد. بخش اعظم این افزایش روشنی درنتیجه‌ی سطح وسیعی است که این لایه آشکار می‌سازد. پس از مدتی ماده پرتاب شده که همچنان درحال انبساط است به قدری رقیق می‌شود که دیگر نمی‌درخشد.

از مرحله پیش از نواختری این ستارگان منفجر شونده، اطلاع کمی داریم. نخستین نواختری که تاریخچه نسبتا کامل آن وجود دارد نواخترصورت فلکی عقاب است. طیف این نواختر پیش از آنکه درسال 1918 منفجر شود شناخته شده بود. این ستاره یک ستاره‌ی رشته اصلی است. هم ازنظردرخشندگی و هم ازحیث مشخصات طیفی کم وبیش شبیه خورشید است. دراین طیف‌ها هیچ بی‌نظمی را نمی‌توان سراغ کرد که‌ حاکی از آن باشد که ستاره‌ای ظاهرا عادی مانند خورشید ما ممکن است به طور نامنتظره دستخوش انفجاری مهیب شود.

احتمال وقوع چنین رویدادی فوق العاده کم است و محاسبات نشان می‌دهد این چنین فاجعه‌ای برای خورشید(که البته فقط در فاصله‌ی چند روز به حیات در سطح زمین، خاتمه خواهد داد) به احتمال به‌شدت اندک (یک درچندین بیلیون) رخ خواهد داد.

احتمالا از این ‌هم کمتر است؛ زیرا وقوع چنین انفجارهایی درستارگان ‌سفید داغ‌ که ‌طیف‌ آنها‌‌ ازگونه0وA است، بسی محتمل‌تر از ستارگان زردرنگ سرد نسبتا کم‌جرم از گونه G نظیرخورشیداست و نیز این انفجار در اواخر عمر ستاره (درمورد خورشید حدود 5 بیلیون سال دیگر) روی می‌دهد.

درطول تاریخ مدون بیش از 200 نواختر درکهکشان ما مشاهده شده‌است .

وقتی نواختری به مرحله پیش از نواختری برمی‌گردد؛ درخشندگی خود را باز می‌یابد. ظاهرا صدمه‌ای دائمی وارد نیامده است.کاهش جرم، کم و ناچیز است

یکی از توضیحاتی که درباره نواختران داده می‌شود این ‌است که این نوع خاص از ستارگان در مرحله‌ای از تکامل خود ‌بیش از آنچه می‌توانند تشعشع کنند، انرژی تولید می‌کنند. ستاره با دفع لایه‌ای نازک به فضا، خود را از شر این انرژی اضافی می‌رهاند.

از دست دادن جرم ممکن ‌است از راه دفع یک یا چند لایه‌ی نازک انجام گیرد

ابرنواختر

ابرنواختر بزرگترین ‌انفجاری ‌است که بشر تا به‌حال دیده‌است. هرانفجار، انفجاری فوق‌العاده درخشان و فوق‌العاده قدرتمند یک ستاره ‌است.

شکل 1-SN 1987 A – آخرین ابرنواختری که توسط بشر با چشم غیرمسلح رصد شد.

چه چیزی باعث ایجاد یک ابرنواختر می‌شود؟

یکی از انواع ابرنواخترها توسط«آخرین هور» یک ستاره عظیم درحال مرگ ایجاد می‌شود. این زمانی اتفاق می افتد که ستاره‌ای حداقل پنج برابر جرم خورشید ما با یک انفجارخارق‌العاده خاموش شود!

ستارگان‌عظیم مقادیرزیادی سوخت‌ هسته‌ای را در هسته یا مراکز خود می‌سوزانند که  مقدار انرژی‌ زیادی تولید می‌کند؛ بنابراین مرکز بسیار‌داغ می‌شود. گرما، فشار ایجاد می‌کند و فشار ایجادشده در اثر سوختن هسته‌ای ستاره نیز از فروپاشی آن ستاره جلوگیری می‌کند.

یک ستاره‌‌‌ی درتعادل بین دو نیروی متضاد است. گرانش ستاره سعی می‌کند ستاره را به کوچکترین و محکم‌ترین توپ ممکن فشار دهد. اما سوخت هسته‌ای که در هسته ستاره می‌سوزد، فشار بیرونی قوی ایجاد می‌کند. این فشار به بیرون در برابر فشارگرانش به سمت داخل مقاومت می‌کند.

وقتی سوخت یک ستاره عظیم تمام می‌شود، خنک می‌شود. این باعث کاهش فشارمی‌شود. جاذبه برنده می‌شود و‌ ستاره ناگهان فرومی‌ریزد. تصورکنید چیزی یک میلیون برابر جرم‌زمین در 15ثانیه فرومی‌ریزد! فروپاشی آنقدرسریع اتفاق می‌افتد که امواج ضربه‌ای‌ عظیمی ایجاد می‌کند که باعث می‌شود قسمت بیرونی ستاره منفجر شود!

شکل 2- ابرنواختر و حلقه‌ی اطراف آن!

معمولاً یک هسته بسیارمتراکم همراه با یک ابر گازداغ درحال‌ انبساط به نام‌ سحابی باقی‌ می‌ماند. یک ابرنواختر ستاره‌ای با اندازه بیش از10  برابرخورشید ما ممکن است متراکم‌ترین اجرام جهان –سیاهچاله‌ها– را پشت سر بگذارد.

نوع دوم ابرنواختر می‌تواند در سیستم‌هایی اتفاق ‌بیفتد که دوستاره به دوریکدیگر می‌چرخند و حداقل یکی از آن ستاره‌ها یک کوتوله‌ی سفید به اندازه زمین‌است. یک کوتوله سفید چیزی است که پس از اتمام سوخت ستاره‌ای به اندازه خورشید ما باقی می‌ماند. اگر یک کوتوله سفید با دیگری برخوردکند یا مقدار زیادی ماده از ستاره نزدیک خود بیرون بکشد،کوتوله سفید می‌‌تواند منفجر شود.

این رویدادهای دیدنی می‌توانند آنقدردرخشان باشند که برای چندروز یا حتی ماه‌ها از کل کهکشان‌هایشان جلوتر باشند. آنها را می‌توان درسراسرجهان مشاهده کرد.

ابرنواخترها چقدر رایج هستند؟

خیلی‌نه! ستاره‌شناسان بر این باورند که در هرقرن حدود دو یا سه ابرنواختر درکهکشان‌هایی مانندکهکشان راه شیری ما رخ می دهد. از آنجایی که جهان دارای کهکشان‌های بسیارزیادی است، ستاره‌شناسان سالانه چند‌صد ابرنواختر را درخارج ازکهکشان ما مشاهده می‌کنند. گردوغبار فضایی، دید ما را از اکثر ابرنواخترهای کهکشان راه شیری مسدود می‌کند.

از ابرنواخترها چه چیزی می توانیم یاد بگیریم؟

دانشمندان با مطالعه ابرنواخترها چیزهای زیادی درمورد کیهان‌ آموخته اند. آنها از نوع دوم ابرنواختر(نوعی که شامل کوتوله‌های سفید می‌شود) مانند یک خط‌کش برای اندازه‌گیری فواصل در فضا استفاده می‌کنند.

آنها همچنین آموخته‌اند که ستاره‌ها کارخانه‌های جهان هستند. ستاره‌ها عناصرشیمیایی مورد نیاز برای ساختن همه‌چیز در جهان ما را تولید می‌کنند. ستارگان درهسته خود، عناصر ساده‌ای مانند هیدروژن را به عناصر سنگین‌تر تبدیل می کنند. این عناصر سنگین‌تر مانند کربن و نیتروژن، عناصر مورد نیاز برای زندگی هستند.

فقط ستاره‌های پرجرم ‌می‌توانند عناصر سنگینی ‌مانند طلا، نقره و اورانیوم بسازند. وقتی ابرنواخترهای انفجاری اتفاق می‌افتند، ستاره‌ها هم عناصرذخیره‌شده وهم عناصرتازه ایجاد شده را در سراسر فضا توزیع می‌کنند.

دانشمندان چگونه ابرنواخترها را مطالعه می کنند؟

دانشمندان ناسا از تعدادی ازانواع مختلف تلسکوپ برای جستجو و سپس ‌مطالعه‌ ابرنواخترها‌ استفاده می‌کنند. یک مثال، مأموریت« NuSTAR» (آرایه تلسکوپ طیف‌سنجی هسته‌ای) است که از پرتوی ایکس برای بررسی جهان استفاده می‌کند.

NuSTAR به دانشمندان کمک می‌کند تا ابرنواخترها و سحابی‌های جوان را رصد کنند تا درباره اتفاقاتی که منجر به این انفجارهای دیدنی، درطول و بعد از آن می‌شود، اطلاعات بیشتری کسب کنند.

منابع

https://www.space.com/6638-supernova.html

https://spaceplace.nasa.gov/supernova/en/

نویسنده: مریم علیدادی