Er zijn een paar plaatsen in het heelal die begrip te trotseren. En supernova's moeten de meest extreme plekken zijn die je je kunt voorstellen. We hebben het over een ster met mogelijk tientallen keren de grootte en massa van onze eigen zon die binnen een fractie van een seconde met geweld sterft.
Sneller dan ik nodig heb om het woord supernova te zeggen, stort een complete ster in zichzelf in, creëert een zwart gat, vormt de dichtere elementen in het heelal en explodeert vervolgens naar buiten met de energie van miljoenen of zelfs miljarden sterren.
Maar niet in alle gevallen. In feite zijn supernova's in verschillende smaken verkrijgbaar, beginnend bij verschillende soorten sterren, eindigend met verschillende soorten explosies en het produceren van verschillende soorten overblijfselen.
Er zijn twee hoofdtypen supernova's, type I en type II. Ik weet dat dit een beetje intuïtief klinkt, maar laten we eerst beginnen met de Type II.
Dit zijn de supernova's die ontstaan wanneer massieve sterren afsterven. We hebben een hele show over dat proces gedaan, dus als je het nu wilt bekijken, kun je hier klikken.
Maar hier is de kortere versie.
Sterren, zoals je weet, zetten waterstof om in kernfusie. Bij deze reactie komt energie vrij in de vorm van fotonen, en deze lichte druk duwt tegen de zwaartekracht in en probeert de ster naar zich toe te trekken.
Onze zon heeft niet de massa om fusiereacties te ondersteunen met elementen die verder gaan dan waterstof of helium. Dus zodra al het helium is opgebruikt, stoppen de fusiereacties en wordt de zon een witte dwerg en begint deze af te koelen.
Maar als je een ster hebt met 8-25 keer de massa van de zon, kan hij in de kern zwaardere elementen smelten. Als de waterstof opraakt, schakelt het over op helium en vervolgens op koolstof, neon, enz., Helemaal tot aan het periodiek systeem der elementen. Wanneer het echter ijzer bereikt, kost de fusiereactie meer energie dan ze produceert.
De buitenste lagen van de ster vallen in een fractie van een seconde naar binnen en ontploffen vervolgens als een type II-supernova. Je blijft achter met een ongelooflijk dichte neutronenster als overblijfsel.
Maar als de oorspronkelijke ster meer dan ongeveer 25 keer de massa van de zon had, gebeurt dezelfde ineenstorting van de kern. Maar door de kracht van het naar binnen vallende materiaal valt de kern in een zwart gat.
Extreem zware sterren met meer dan 100 keer de massa van de zon exploderen gewoon zonder een spoor na te laten. In feite waren er kort na de oerknal sterren met honderden en misschien zelfs duizenden keren de massa van de zon gemaakt van pure waterstof en helium. Deze monsters zouden een heel kort leven hebben gehad en tot ontploffing zijn gebracht met een onbegrijpelijke hoeveelheid energie.
Dat zijn type II. Type I is een beetje zeldzamer en wordt gemaakt wanneer je een heel vreemde dubbelster-situatie hebt.
Een ster in het paar is een witte dwerg, het lange dode overblijfsel van een hoofdreeksster zoals onze zon. De metgezel kan elk ander type ster zijn, zoals een rode reus, hoofdreeksster of zelfs een andere witte dwerg.
Het gaat erom dat ze zo dichtbij zijn dat de witte dwerg materie van zijn partner kan stelen en het kan opbouwen als een verstikkende deken van potentiële explosiviteit. Wanneer het gestolen bedrag 1,4 keer de massa van de zon bereikt, explodeert de witte dwerg als een supernova en verdampt volledig.
Vanwege deze 1,4-ratio gebruiken astronomen Type Ia supernovae als "standaardkaarsen" om afstanden in het heelal te meten. Omdat ze weten hoeveel energie het tot ontploffing bracht, kunnen astronomen de afstand tot de explosie berekenen.
Er zijn waarschijnlijk andere, nog zeldzamere gebeurtenissen die supernova's kunnen veroorzaken, en nog krachtigere hypernova's en gammastraaluitbarstingen. Hierbij gaat het waarschijnlijk om botsingen tussen sterren, witte dwergen en zelfs neutronensterren.
Zoals je waarschijnlijk al hebt gehoord, gebruiken natuurkundigen deeltjesversnellers om meer massieve elementen op het periodiek systeem te creëren. Elementen als ununseptium en ununtrium. Het kost enorm veel energie om deze elementen in de eerste plaats te creëren, en ze duren maar een fractie van een seconde.
Maar in supernovae zouden deze elementen gecreëerd worden, en vele andere. En we weten dat er verderop in het periodiek systeem geen stabiele elementen zijn, omdat ze er vandaag niet zijn. Een supernova is een veel betere materie-cruncher dan elke deeltjesversneller die we ons ooit kunnen voorstellen.
Luister de volgende keer dat je een verhaal over een supernova hoort goed naar wat voor soort supernova het was: Type I of Type II. Hoeveel massa had de ster? Dat zal je verbeeldingskracht helpen om je brein rond dit geweldige evenement te wikkelen.
