Supernovat janë ndër shpërthimet më të fuqishme të universit dhe shënojnë fundin dramatik të disa yjeve. Për një periudhë të shkurtër, një supernovë mund të shkëlqejë sa miliarda diej dhe të bëhet më e ndritshme se galaktika ku ndodhet. Pas dritës së jashtëzakonshme fshihet një proces fizik që shpërndan elemente në hapësirë, krijon yje neutronike ose vrima të zeza dhe ndryshon mjedisin ndëryjor përreth.
Jo çdo yll përfundon në këtë mënyrë. Dielli, për shembull, nuk ka masë të mjaftueshme për të shpërthyer si supernovë. Ai do të humbasë shtresat e jashtme dhe do të mbetet një xhuxh i bardhë. Shpërthimet gjigante lidhen kryesisht me yjet masivë ose me xhuxhët e bardhë që ndodhen në sisteme të caktuara binare.
Kur shembet bërthama e një ylli masiv
Yjet me masë fillestare më të madhe se rreth tetë herë masa e Diellit e kalojnë jetën duke bashkuar elemente gjithnjë më të rënda. Fillimisht shndërrojnë hidrogjenin në helium, më pas prodhojnë karbon, oksigjen dhe elemente të tjera. Në fund, në bërthamë grumbullohet hekur.
Bashkimi i hekurit nuk çliron energjinë e nevojshme për ta mbajtur yllin në ekuilibër. Presioni që kundërshton gravitetin dobësohet dhe bërthama shembet me shpejtësi. Materiali i jashtëm bie drejt qendrës, ndërsa proceset e dhunshme në brendësi krijojnë një valë goditëse që mund të hedhë shtresat e yllit në hapësirë.
Këto ngjarje quhen supernova me kolaps të bërthamës. Tipi II ruan hidrogjen në shtresat e jashtme, ndërsa tipat Ib dhe Ic kanë humbur pjesën më të madhe ose të gjithë hidrogjenin përpara shpërthimit. Dallimet përcaktohen kryesisht përmes vijave që shfaqen në spektrin e dritës.
Supernovat e tipit Ia
Një mekanizëm tjetër zhvillohet te xhuxhët e bardhë, mbetjet e dendura të yjeve të ngjashëm me Diellin. Në një sistem binar, xhuxhi i bardhë mund të marrë material nga ylli shoqërues ose të bashkohet me një tjetër xhuxh të bardhë. Në kushte të caktuara, temperatura dhe dendësia rriten aq shumë sa nis një reaksion termobërthamor i pakontrolluar.
Shpërthimi i tipit Ia mund ta shkatërrojë plotësisht objektin, pa lënë pas një yll neutronik. Këto supernova prodhojnë sasi të mëdha hekuri dhe elementesh të afërta me të. Për shkak se ndriçimi i tyre mund të standardizohet, ato përdoren për të matur distanca kozmike dhe për të rindërtuar historinë e zgjerimit të universit.
Ekzistojnë edhe variante më të dobëta, të njohura si tipi Iax, ku shpërthimi mund të mos e shkatërrojë të gjithë xhuxhin e bardhë. Kjo tregon se familja e supernovave është më e larmishme sesa sugjeronte ndarja e hershme në kategori.
Çfarë mbetet pas shpërthimit
Kur një yll masiv shpërthen, bërthama e tij mund të mbetet si yll neutronik. Ky objekt ka përmasa të krahasueshme me një qytet, por përmban më shumë masë se Dielli. Nëse bërthama është tepër e rëndë, shembja vazhdon dhe formohet një vrimë e zezë.
Materiali i hedhur jashtë përplaset me gazin përreth dhe krijon një mbetje supernove. Kjo strukturë zgjerohet për mijëra vjet, nxehet në temperatura shumë të larta dhe mund të shihet në dritë të dukshme, valë radio, rreze X dhe infra të kuqe. Mjegullnaja e Gaforres është një shembull i njohur, i krijuar nga shpërthimi i vëzhguar në vitin 1054.
Supernovat ndihmojnë në shpërndarjen e oksigjenit, silikonit, kalciumit, hekurit dhe elementeve të tjera. Valët e tyre goditëse mund të ngjeshin re gazi dhe të nxisin formimin e një brezi të ri yjesh. Në këtë mënyrë, vdekja e një ylli pasuron materialin nga i cili mund të formohen më vonë planetë.
Si zbulohen dhe studiohen
Astronomët përdorin vrojtime automatike për të krahasuar vazhdimisht imazhet e qiellit dhe për të dalluar burime të reja drite. Kur zbulohet një shpërthim, teleskopët matin spektrin, ndryshimin e ndriçimit dhe temperaturën. Neutrinot mund të japin informacion nga brendësia e kolapsit, ndërsa valët gravitacionale mund të ndihmojnë në identifikimin e disa ngjarjeve të lidhura me objekte kompakte.
Vëzhgimet e reja në infra të kuqe po zbulojnë supernova në periudha gjithnjë më të hershme të historisë kozmike. Është identifikuar një shpërthim që ndodhi kur universi ishte vetëm rreth 730 milionë vjeç. Studime të tjera kanë treguar se disa supernova jashtëzakonisht të ndritshme mund të fuqizohen nga magnetarë të sapoformuar, yje neutronike me fusha magnetike tepër të forta.
Studimi i supernovave lidh evolucionin yjor me formimin e elementeve, lindjen e mbetjeve kompakte dhe matjen e kozmosit. Çdo shpërthim është njëkohësisht fundi i një ylli dhe fillimi i një historie të re për materialin që ai shpërndan.