סופרנובות הן אירועים אנרגטיים ודינמיים במיוחד ביקום. הבהיר ביותר שראינו אי פעם התגלה בשנת 2015 והיה בהיר כמו 570 מיליארד סאן. הזוהר שלהם מסמן את חשיבותם בקוסמוס. הם מייצרים את האלמנטים הכבדים המרכיבים אנשים וכוכבי לכת, וגלי הלם שלהם מעוררים את יצירת הדור הבא של הכוכבים.
בגלקסיית שביל החלב ישנם כ -3 סופרנובות בכל מאה שנה. לאורך ההיסטוריה האנושית נצפו רק קומץ סופרנובות. הסופרנובה המוקדמת ביותר נצפתה על ידי אסטרונומים סיניים בשנת 185 לספירה. הסופרנובה המפורסמת ביותר היא ככל הנראה SN 1054 (סופרנובות היסטוריות נקראות על שם השנה בהן נצפו) שיצרה את ערפילית הסרטן. עכשיו, בזכות כל הטלסקופים והמצפיות שלנו, התבוננות בסופרנובות היא שגרתית למדי.
אולם דבר אחד שאסטרונומים מעולם לא הבחינו בו הוא השלבים המוקדמים ביותר של סופרנובה. זה השתנה בשנת 2013, כאשר במקרה, המפעל האוטומטי הבינלאומי Palomar Transient (IPTF) הבחין בסופרנובה בת שלוש בלבד.
חשיבות רבה לאיתור סופרנובות בשעות הראשונות שלה, מכיוון שנוכל להפנות במהירות טווחים אחרים על זה ולאסוף נתונים על כוכב האב של SN. במקרה זה, על פי מאמר שפורסם ב"פיזיקת הטבע ", תצפיות המשך חשפו הפתעה: SN 2013fs היה מוקף בחומר סביבתי (CSM) שהוא פלט בשנה שקדמה לאירוע הסופרנובה. ה- CSM נפלט בקצב גבוה של כ- 10- המוני שמש בשנה. על פי העיתון, אי יציבות מסוג זה עשויה להיות נפוצה בקרב סופרנובות.
SN 2013fs היה ענק-על אדום. אסטרונומים לא חשבו שסוגי הכוכבים האלה פלטו חומר לפני שהם הולכים לסופרנובה. אולם תצפיות המשך עם טלסקופים אחרים הראו את פיצוץ הסופרנובה שנע דרך ענן של חומר שהופלט בעבר על ידי כוכב. מה המשמעות של זה להבנתנו את supernovae לא ברור עדיין, אבל זה כנראה מחליף משחק.
לתפוס את SN 2013fs בן 3 השעות היה אירוע מזל מאין כמוהו. ה- IPTF הוא סקר שדות רחבים אוטומטיים לחלוטין. זוהי מערכת של 11 CCD המותקנים על טלסקופ במצפה הכוכבים פאלומר בקליפורניה. זה לוקח 60 חשיפות שנייה בתדרים שנעים בין 5 ימים לרווח של 90 שניות זה מזה. זה מה שאפשר לה ללכוד את SN 2013fs בשלבים הראשונים.
ההבנה שלנו של סופרנובות היא תערובת של תיאוריה ונתונים נצפים. אנו יודעים הרבה כיצד הם קורסים, מדוע הם קורסים ואילו סוגים של סופרנובות יש. אך זוהי נקודת הנתונים הראשונה שלנו של SN עלתה בשעותיו המוקדמות.
SN 2013fs נמצא במרחק של 160 מיליון שנות אור בגלקסיה של זרוע ספירלה הנקראת NGC7610. זוהי סופרנובה מסוג II, כלומר היא מסיבית לפחות פי 8 מהשמש שלנו, אך לא פי 50 יותר מאסיבית. סופרנובות מסוג II נצפות בעיקר בזרועות הספירליות של הגלקסיות.
סופרנובה היא מצב הסוף של חלק מהכוכבים ביקום. אבל לא כל הכוכבים. רק כוכבים מאסיביים יכולים להפוך לסופרנובה. השמש שלנו היא קטנה מדי.
כוכבים הם כמו פעולות איזון דינמיות בין שני כוחות: היתוך וכוח כוח.
כאשר מימן מתמזג להליום במרכז כוכב, הוא גורם ללחץ עצום כלפי חוץ בצורת פוטונים. זה מה שמדליק ומחמם את כדור הארץ שלנו. אבל הכוכבים הם כמובן מאסיביים ביותר. וכל המסה ההיא נתונה לכוח הכבידה, המושך את מסת הכוכב פנימה. אז האיחוי וכוח המשיכה פחות או יותר מאזנים זה את זה. זה נקרא שיווי משקל מהממים, וזה המדינה בה נמצאת השמש שלנו, והיא תימשך בעוד כמה מיליארד שנים.
אבל כוכבים לא מחזיקים מעמד לנצח, או ליתר דיוק, המימן שלהם לא. ברגע שנגמר המימן, הכוכב מתחיל להשתנות. במקרה של כוכב מסיבי הוא מתחיל להתמזג עם אלמנטים כבדים וכבדים יותר, עד שהוא ממזג ברזל וניקל בליבתו. ההיתוך של ברזל וניקל הוא גבול היתוך טבעי בכוכב, וברגע שהוא מגיע לשלב היתוך הברזל והניקל, האיחוי נפסק. יש לנו עכשיו כוכב עם גרעין אינרטי של ברזל וניקל.
כעת, לאחר שהאיחוי הופסק, נשבר שיווי המשקל הכוכב, ולחץ הכבידה העצום של מסת הכוכב גורם לקריסה. התמוטטות מהירה זו גורמת לליבה להתחמם שוב, מה שעוצר את הקריסה וגורם לגלם הלם מאסיבי כלפי חוץ. גל הלם פוגע בחומר הכוכב החיצוני ומפוצץ אותו לחלל. וואלה, סופרנובה.
לטמפרטורות הגבוהות במיוחד של גלי הלם יש השפעה חשובה אחת נוספת. זה מחמם את החומר הכוכב מחוץ לליבה, אם כי בקצרה מאוד, המאפשר היתוך של אלמנטים כבדים יותר מברזל. זה מסביר מדוע היסודות הכבדים ביותר כמו אורניום הם נדירים בהרבה מאלמנטים קלים יותר. רק כוכבים גדולים מספיק שעוברים סופרנובה יכולים לזייף את האלמנטים הכבדים ביותר.
על קצה המזלג, זהו סופרנובה מסוג II, אותו סוג שנמצא בשנת 2013 כשהיה בן 3 שעות בלבד. כיצד הגילוי של ה- CSM שהופעל על ידי SN 2013fs יגדיל את ההבנה שלנו של סופרנובות אינה מובנת לחלוטין.
סופרנובות הן אירועים מובנים למדי, אך עדיין שאלות רבות סביבן. לא נותר לראות האם התצפיות החדשות הללו על השלבים המוקדמים ביותר של סופרנובות יענו על כמה מהשאלות שלנו, או סתם ייווצרו עוד שאלות שלא נענו.
