A szupernóvák rendkívül energikus és dinamikus események az univerzumban. A legfényesebbet, amelyet valaha is megfigyeltünk, 2015-ben fedezték fel és olyan fényes volt, mint 570 milliárd nap. Világosságuk jelentése jelentőségük a kozmoszban. Előállítják azokat az nehéz elemeket, amelyek az embereket és a bolygót alkotják, és sokkhullámuk kiváltja a csillagok következő generációjának kialakulását.
Minden százszáz évben körülbelül 3 szupernóva található a Tejút galaxisban. Az emberiség története során csak néhány szupernóvát figyeltek meg. A legkorábban feljegyzett szupernóvuát a kínai csillagászok észlelték 185 AD-ban. A leghíresebb szupernóva valószínűleg az SN 1054 (a történelmi szupernóvakat arra az évre nevezik, amikor megfigyelték), amely létrehozta a Rák-ködöt. Most, minden távcsőnknek és obszervatóriumunknak köszönhetően, a szupernóvák megfigyelése meglehetősen rutin.
De egy dolog, amelyet az csillagászok soha nem vettek észre, a szupernóva nagyon korai stádiuma. Ez 2013-ban megváltozott, amikor véletlenszerűen az automata közbenső Palomar átmeneti gyár (IPTF) észrevette a mindössze 3 órás szupernóvuát.
A szupernóva észlelése az első néhány órában rendkívül fontos, mivel gyorsan ráirányíthatunk más hatókörökre, és adatokat gyűjthetünk az SN elődje csillagáról. Ebben az esetben a Nature Physics-ben közzétett cikk szerint a nyomon követési megfigyelések meglepetést jelentettek: az SN 2013f-eket körkörös anyag (CSM) veszi körül, amelyet a szupernóva esemény előtti évben dobtak ki. A CSM-et nagy mennyiségben, körülbelül 10 -3 napenergiával bocsátották ki éves szinten. A cikk szerint az ilyen instabilitás gyakori lehet a szupernóvák körében.
Az SN 2013fs vörös szuper óriás volt. A csillagászok nem gondolták, hogy az ilyen típusú csillagok a szupernóva megelõzése elõtt anyagot bocsátottak ki. De más távcsövekkel végzett nyomon követés rámutatott a szupernóva robbanására, amely egy csillag által korábban kidobott anyagfelhőn mozog. Mit jelent ez a szupernóvák megértése szempontjából, még nem világos, de valószínűleg játékváltó.
A 3 órás SN 2013fs elkapása rendkívül szerencsés esemény volt. Az IPTF egy teljesen automatizált, széles égbolt-felmérés. Ez egy 11 CCD rendszer, amelyet egy távcsőre telepítettek a kaliforniai Palomar Obszervatóriumban. 60 másodperces expozíciót vesz igénybe 5 napos és 90 másodperces frekvenciákban. Ez lehetővé tette számára az SN 2013f korai szakaszában történő rögzítését.
A szupernóvák megértése az elmélet és a megfigyelt adatok keveréke. Sokat tudunk arról, hogyan összeomlanak, miért összeomlnak, és milyen típusú szupernóvák léteznek. De ez az SN első adatpontja korai óráiban.
Az SN 2013fs 160 millió fényévre van egy NGC7610 nevű spirálkaros galaxisban. Ez egy II. Típusú szupernóva, ami azt jelenti, hogy legalább nyolcszor hatalmasabb, mint a Napunk, de legfeljebb 50-szer hatalmasabb. A II. Típusú szupernóvákat főleg a galaxisok spirális karjaiban figyelik meg.
A szupernóva a csillagok végső állapota az univerzumban. De nem minden csillag. Csak a hatalmas csillag válhat szupernóvá. A saját Napunk túl kicsi.
A csillagok olyanok, mint a két erő közötti dinamikus kiegyensúlyozó műveletek: fúzió és gravitáció.
Mivel a hidrogén héliumba olvad a csillag közepén, óriási külső nyomást okoz fotonok formájában. Ez világítja meg és melegíti bolygónkat. De a csillagok természetesen rendkívül hatalmasak. És az egész tömeg a gravitációnak van kitéve, amely a csillag tömegét behúzza. Tehát a fúzió és a gravitáció többé-kevésbé kiegyensúlyozza egymást. Ezt csillag egyensúlynak nevezzük, amely állapotban van Napunk, és még több milliárd évvel később lesz.
De a csillagok nem örökké tartanak, vagy inkább a hidrogén nem. És amint a hidrogén elfogy, a csillag megváltozik. Egy hatalmas csillag esetén nehezebb és nehezebb elemeket fog olvadni, mindaddig, amíg a vas és a nikkel a magjában meg nem olvad. A vas és a nikkel összeolvadása a csillag természetes összeolvadási határértéke, és a vas- és nikkel-fúziós szakasz elérése után a fúzió leáll. Van egy csillagunk, amelynek inert magja a vas és a nikkel.
Most, hogy a fúzió leállt, a csillagok egyensúlya megszakad, és a csillag tömegének hatalmas gravitációs nyomása összeomlást okoz. Ez a gyors összeomlás miatt a mag újra felmelegszik, ami megállítja az összeomlást, és egy hatalmas kifelé történő sokkhullámot okoz. A lökéshullám megüti a külső csillag anyagát, és az űrbe robbant. Voila, egy szupernóva.
A sokkhullám rendkívül magas hőmérséklete még egy fontos hatást gyakorol. Fűti a csillag anyagát a magon kívül, bár nagyon röviden, ami lehetővé teszi a vasnál nehezebb elemek összeolvadását. Ez magyarázza, hogy az olyan rendkívül nehéz elemek, mint az urán, sokkal ritkábbak, mint a könnyebb elemek. Csak a szupernóvának megfelelő nagy csillagok kovácsolhatják a legnehezebb elemeket.
Dióhéjban, azaz egy II. Típusú szupernóva, ugyanaz a típus, amelyet 2013-ban találtak, amikor csak 3 óra volt. Az SN 2013f által kidobott CSM felfedezése hogyan növeli a szupernóvákkal kapcsolatos megértésünket, még nem egészen értjük.
A szupernóvák meglehetősen jól megérthető események, ám ezekkel kapcsolatban még mindig sok kérdés található. Még azt kell megtudnunk, hogy a szupernóvák legkorábbi szakaszaiban szereplő új megfigyelések megválaszolják-e néhány kérdésünket, vagy csak több megválaszolatlan kérdést vetnek fel.
