ابرنواختر چیست؟

1 نامی است که به انفجار عظیم یک ستاره غول پیکر در پایان عمر آن گفته میشود. این انفجار میتواند در عرض چند ثانیه انرژی بیشتر از آنچه خورشید در طول پنج میلیارد سال عمر خود ساطع کرده است، در فضا پراکنده کند. اما این تمام داستان نیست. انفجارهای ابرنواختری شگفتیهای بسیاری دارند که در این مقاله به بررسی آنها میپردازیم. ابرنواخترهاآسمان بالای سر ما مملو از ابرنواخترهای باستانی است که بقایای زیبا و فریبنده ستارگانی هستند که عمر خود را سپری کرده و سپس طی یک انفجار عظیم، چرخه زندگیشان پایان یافته است.ستارگان پرجرم مقادیر زیادی سوخت هستهای را در هسته یا مرکز خود میسوزانند. این سوخت باعث تولید انرژی زیادی میشود، بنابراین مرکز ستاره بسیار داغ میشود - تا دمای حدود 500 میلیون درجه سانتیگراد. گرم شدن ستاره با تولید سدیم، نئون و منزیم همراه است.دما همچنان افزایش مییابد. دمای هسته ستاره در مرحله اوج سوختن تا 2 میلیارد درجه هم بالا میرود. با بالا رفتن دما در این مرحله، ابتدا سیلیکون تشکیل میشود و پس از آن، آرگون، کلسیم، کروم، منگنز و نیکل شکل میگیرند. هرکدام از این عناصر در پوستههای ستاره شروع به سوختن میکنند. گرمای حاصل از سوختن این عناصر فشار ایجاد میکند و فشار ایجاد شده از فروپاشی ستاره جلوگیری میکند. یک ستاره به طور معمول در تعادل بین دو نیروی متضاد است. گرانش ستاره سعی میکند ستاره را فشرده و متراکم کند. اما فشار مذکور در برابر گرانش که نیروی شعاعی به سمت داخل است، مقاومت میکند. وقتی سوخت یک ستاره در داخل هسته تمام میشود، ستاره شروع به خنک شدن میکند.اما تمام شدن سوخت به معنای کاهش فشاری است که تاکنون با گرانش رقابت میکرد. حالا جاذبه برنده میشود - فرآیند غلبه گرانش بر فشار دما به طور متوسط حدود میلیاردها سال طول میکشد - و ستاره ناگهان فرو میریزد. تصور کنید جرمی چندین میلیون برابر زمین تنها در چند ثانیه در درون خودش فرو بریزد.این فروپاشی آنقدر سریع اتفاق میافتد (درحد چند ثانیه!) که امواج شوک عظیمی ایجاد میکنند که باعث میشود قسمت بیرونی ستاره منفجر شود. در اثر این انفجار مقادیر زیادی انرژی در کیهان آزاد میشود که ما آن را به عنوان انفجار ابرنواختری میشناسیم. پس انفجار ابرنواختری زمانی رخ میدهد که یک ستاره به پایان عمر خود برسد. ابرنواخترها منبع اصلی عناصر سنگین در عالم هستند. به گفته ناسا، ابرنواخترها بزرگترین انفجاری هستند که در فضا رخ میدهد. دقت کنید که تمام ستارهها در پایان عمر خود لزوما تحت یک انفجار برانواختری قرار نمیگیرند. اینکه مرگ یک ستاره چطور رقم بخورد، تا حد زیادی به جرم آن بستگی دارد.برای مثال، خورشید به اندازه کافی جرم ندارد تا به یک ابرنواختر تبدیل شود. برآوردها نشان میدهد ستارههایی با جرم حدود هشت برابر یا بیشتر از جرم خورشید در پایان عمر خود به انواع مختلف ابرنواختر تبدیل میشوند که در ادامه آنها را مرور میکنیم.ستارههایی با حدود جرم خورشید پس از پایان عمر خود میتوانند به یک غول قرمز متورم تبدیل شوند. (محاسبات نشان میدهد زمانی که خورشید به یک غول سرخ تبدیل شود، منبسط خواهد شد تا عطارد، زهره و احتمالا زمین را نیز به دام انداخته، اصطلاحا ببلعد و نابود کند.این بدان معناست که قطر خورشید حدود 115 برابر افزایش مییابد. همچنین ممکن است خورشید در این رخداد حدود 3000 برابر روشنتر شود. ستاره منظومه ما اکنون 5 میلیارد سال عمر دارد و در مرحله «توالی اصلی» یا «Main Sequence» چرخه زندگی خود قرار دارد. این رخداد تا چند میلیارد سال آینده اتفاق نخواهد افتاد، پس جای نگرانی نیست!)در کهکشانی همانند راه شیری که متشکل از حدود 200 میلیارد ستاره است، تخمینها نشان میدهد هر 50 سال یکبار یک انفجار ابرنواختری رخ میدهد. با اینحال، ابرنواخترهایی که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند، بسیار نادرند. اگر خیلی خوش شانس باشیم، شاید بتوانیم شاهد یکی از آنها باشیم - براساس اندازهگیریهای آژانس فضایی اروپا، بهطور متوسط انفجارهای ابرنواختری در کهکشانی با اندازه راه شیری هر 50 سال یکبار رخ میدهند. با تعمیم این اطلاعات به ابعاد کیهان، درمییابیم تقریبا هر 10 ثانیه یک ستاره در جایی از کیهان منفجر میشود.آنچه ما میبینیم - بقایای انفجار ابرنواختری - ابرهای درحال انبساط در فضا است که در زمانی در گذشته ستارهای بوده است که در پایان عمر خود منفجر شده است.تمدنهای مختلف مدتها پیش از اختراع تلسکوپ در قرن هفدهم، ابرنواخترها را ثبت کردند. قدیمیترین ابرنواختر ثبت شده «RCW 86» نام دارد که ستارهشناسان چینی حدود سال 185 پس از میلاد آن را مشاهده کردند. به گفته ناسا، اطلاعات ثبت شده نشان میدهد که این «ستاره مهمان» حدود هشت ماه در آسمان قابل رویت بوده است. معروفترین بقایای ابرنواختری که از نیمکره شمالی زمین قابل مشاهده است، سحابی «خرچنگ» نام دارد. اولین بار چینیها این ابرنواختر را در سال 1054 پس از میلاد مشاهده و ثبت کردند. این درحالی است که انفجار آن حدود 6500 سال قبلتر رخ داده بود.آنها نوشتند: این ستاره به مدت سه هفته در نور روز قابل مشاهده بود و سپس شروع به محو شدن کرد. حدود سه ماه بعد این ستاره به طور کامل از نظر محو شد. باستانشناسان براساس نقاشیهای صخرهای حدس میزنند بومیان آمریکا نیز شاهد این انفجار بودهاند.بعدها، سحابی خرچنگ به دلیل اینکه میزبان اولین تپاختر شناخته شده بود، در سال 1967 توسط «جوسلین بل برنل» کشف شد. «تپ اختر خرچنگ» یک ستاره نوترونی و به عبارتی بقایای ابرنواختری است که سحابی خرچنگ را ایجاد کرد. تپ اخترها درحقیقت همانند فانوسهای دریایی هستند که در حین چرخش پرتوهایی از امواج رادیویی را در کیهان پخش میکنند.از آنجا که پرتوهای تپاختر خرچنگ به سمت زمین میآیند، ما میدانیم که ابرنواخترها انفجارهای ستارهای هستند. نمونههایی از پیامدهای این انفجارها را در فضای اطراف زمی