Maailmankaikkeus
Supernova
Supernova on tähden räjähdys, jossa tähti hajoaa tai romahtaa. Miten supernova syntyy, mitä nimi tarkoittaa, kaksi tyyppiä ja tunnetut supernovat.
Supernova on tähden valtava räjähdys. Se syntyy kahdella tavalla: joko valkoinen kääpiö kerää ainetta kumppanitähdeltään ja räjähtää, tai massiivisen tähden ydin romahtaa, kun polttoaine loppuu. ESAn mukaan räjähdys levittää tähden ainesta galaksiin, ja hiili ja rauta, joista suuri osa maapallosta koostuu, ovat peräisin tällaisesta tähtipölystä.
Miten supernova syntyy?
Supernova syntyy, kun tähti ei enää pysty pitämään itseään koossa. ESAn mukaan tähden räjähdykseen johtaa kaksi eri polkua, ja ne eroavat sen mukaan, millainen tähti on kyseessä. Kummassakin tapauksessa tähti lakkaa olemasta entisensä.
Ensimmäisessä polussa valkoinen kääpiö vetää kaasua läheiseltä tähdeltä. Kaasua kertyy, kunnes tilanne kuumenee niin paljon, että kääpiö räjähtää. Chandra-röntgenteleskoopin tutkijat vertasivat tilannetta kytevään hiillokseen, joka räjähtää, jos siihen kaadetaan bensiiniä. Toisessa polussa massiivisen tähden polttoaine loppuu, ydin ei enää tuota energiaa ja se romahtaa.
Mitä supernova tarkoittaa?
Supernova tarkoittaa uutta, äkillisesti syttyvää kirkasta tähteä, ja nimi tulee latinan sanasta nova, “uusi”. Taivaalle äkkiä ilmestyvä kirkas piste näytti uudelta tähdeltä. Johannes Kepler tutki vuonna 1604 näkynyttä räjähdystä ja julkaisi siitä Prahassa vuonna 1606 kirjan De Stella Nova, “uudesta tähdestä”. Siksi räjähdys tunnetaan Keplerin supernovana.
Todellisuudessa kyse ei ole uuden tähden syntymästä vaan tähden kuolemasta. Tähden elinkaaresta kerrotaan sivulla tähdet.
Kaksi supernovatyyppiä
Supernovat jaetaan kahteen pääryhmään sen mukaan, mikä räjähtää. Alla olevaan taulukkoon on koottu erot.
| Valkoisen kääpiön räjähdys | Ytimen romahdus | |
|---|---|---|
| Mikä räjähtää | valkoinen kääpiö, joka kerää ainetta kumppanitähdeltä | massiivinen tähti, jonka polttoaine on loppunut |
| Laukaisija | kaasun kertyminen, kuumeneminen ja räjähdys | rautaydin romahtaa ja kimpoaa takaisin |
| Jäännös | räjähdys hajottaa kääpiön | neutronitähti tai musta aukko |
| Esimerkki | RCW 86, jonka räjähdyksen kiinalaiset tähtitieteilijät kirjasivat vuonna 185 | SN 1987A |
NASAn kuvauksen mukaan massiivisessa tähdessä fuusio rakentaa raskaampia alkuaineita rautaan asti, ja polttoaine loppuu muutamassa päivässä. Rautaydin romahtaa ja kimpoaa, ja seuraus on supernova. Jäännökseksi jää neutronitähti tai musta aukko. Neutronitähti syntyy NASAn mukaan päävaiheen tähdestä, jonka massa on noin 8–20 Aurinkoa; raskaammista tulee tähtimassaisia mustia aukkoja.
Chandran ja XMM-Newtonin röntgenhavainnot paljastivat RCW 86:ssa runsaasti rautaa, joka on Chandran mukaan tyypillinen merkki valkoisen kääpiön räjähdyksestä. Kiinalaisten kirjaama “vieras tähti” pysyi näkyvissä noin kahdeksan kuukautta, ja jäännös on noin 8 000 valovuoden päässä.
Tunnettuja supernovia
Muutamat supernovat ovat saaneet oman nimensä, koska ne on havaittu paljain silmin tai tutkittu tarkasti. NASAn mukaan Keplerin supernova on viimeisin Linnunradassa havaittu supernova. NASAn mukaan useat tarkkailijat huomasivat sen ensimmäisen kerran 9. lokakuuta 1604, mutta Kepler sai sen näkyviinsä vasta 17. lokakuuta pilvisen sään takia. Alkuun se oli yhtä kirkas kuin Mars, ja sen etäisyys on noin 13 000 valovuotta. Jäännös on noin 14 valovuotta leveä ja laajenee noin 2 000 kilometriä sekunnissa.
Lähimmäksi nykyaikaa osuu SN 1987A, jonka tähtitieteilijät havaitsivat 23. helmikuuta 1987 Suuressa Magellanin pilvessä, Linnunradan pienessä seuralaisgalaksissa. Räjähdyksen hetkellä havaittiin Chandran mukaan neutriinopuuska, mikä viittaa siihen, että syntyi kompakti kohde, neutronitähti tai musta aukko. Sitä ei ole vielä löydetty. Tähti oli ollut punainen jättiläinen, ja sen ympärillä on noin valovuoden levyinen kaasurengas. Räjähdyksen jälkeen syntynyt jäännös on nykyisin noin puoli valovuotta leveä.
Kassiopeia A on 1600-luvulla räjähtäneen tähden jäännös, noin 10 000 valovuoden päässä. ESAn mukaan jotkin sen romuista liikkuvat noin 50 miljoonan kilometrin tuntinopeudella, mikä riittäisi matkaan Maasta Kuuhun 30 sekunnissa. Chandra arvioi, että Linnunradassa räjähtää noin kolme supernovaa sadassa vuodessa, mutta arvioon liittyy suuri epävarmuus.
Voiko supernovan nähdä itse? Paljain silmin näkyviä supernovia on ollut harvoin. NASAn mukaan SN 1987A oli viimeisin paljain silmin näkynyt supernova, ja Keplerin supernova vuodelta 1604 oli aikanaan yhtä kirkas kuin Mars. Galaksimme muita räjähdyksiä ovat peittäneet pöly ja etäisyys: esimerkiksi Chandra löysi Linnunradan keskustan suunnasta nuorimman tunnetun supernovajäännöksen, jota tiheä pöly piilotti näkyvältä valolta. Linnunradan rakenteesta kerrotaan sivulla Linnunrata.
Mitä supernovasta jää jäljelle?
Supernovasta jää jäljelle laajeneva kaasu- ja pölypilvi sekä usein tiivis jäännöstähti. Pilvi on tärkeä, koska räjähdys levittää tähden raskaita alkuaineita avaruuteen. Chandran mukaan kaikki aurinkokunnan happi on peräisin räjähtäneistä massiivisista tähdistä. Noin puolet kalsiumista ja noin 40 prosenttia raudasta on samaa alkuperää, ja loput tulevat valkoisten kääpiöiden räjähdyksistä. Chandra kuvaa supernovia raskaiden alkuaineiden tärkeimmäksi lähteeksi, ja niitä uskotaan tarvittavan planeettojen ja elämän syntyyn.
Kassiopeia A:n alkuaineet on kartoitettu tarkasti. Chandran havaintojen mukaan räjähdys on levittänyt avaruuteen noin 10 000 Maan massan verran rikkiä, noin 20 000 Maan massan verran piitä ja rautaa noin 70 000 Maan massaa vastaava määrä. Eniten jäännöksessä on happea. SN 1987A:n jäännös taas muodostaa ALMA-teleskoopin havaintojen mukaan vuodesta 2012 alkaen suuria määriä uutta pölyä.
Räjähdyksen iskuaalto kuumentaa ympäröivän kaasun, ja siksi jäännös hohtaa. NASAn mukaan supernovan iskuaalto etenee yli 10 000 kilometriä sekunnissa ja kasaa ympärillä olevan kaasun ja pölyn laajenevaksi kuoreksi. Planeettojen syntyä ja muita tähtiä kiertäviä maailmoja käsitellään sivulla eksoplaneetat.
Lähteet
Lue seuraavaksi
Maailmankaikkeus Tähdet Tähti on kaasupallo, jonka ytimessä vety muuttuu heliumiksi. Miten tähti syntyy, mitä päävaihe tarkoittaa, miten tähti kuolee ja mikä tähti on lähinnä Maata. 
Maailmankaikkeus Musta aukko Musta aukko on avaruuden alue, jonka painovoimasta ei pääse pakoon edes valo. Tyypit, lähin ja suurin musta aukko sekä vastaus: onko musta aukko vaarallinen? 
Maailmankaikkeus Galaksit Galaksi on painovoiman koossa pitämä tähtien, kaasun ja pölyn kokonaisuus. Galaksityypit, Andromedan galaksi Suomesta katsottuna ja kaukaisin galaksi. 
Maailmankaikkeus Linnunrata Linnunrata on sauvaspiraaligalaksi, jossa on 100–400 miljardia tähteä. Koko, nimi, Andromedan törmäys ja miten Linnunradan näkee ja kuvaa Suomessa. 
Maailmankaikkeus Eksoplaneetat Eksoplaneetta on planeetta aurinkokuntamme ulkopuolella. NASAn mukaan vahvistettuja on yli 6 000. Löytötavat, planeettatyypit ja suurin löydetty planeetta.