Supernova

Supernova , plurale supernovae o supernovae , di una classe di esplosioni violente stelle la cui luminosità dopo l'eruzione aumenta improvvisamente di molti milioni di volte il suo livello normale.

Keplero

La Nova di Keplero Immagine composita della Nova di Keplero, o Supernova di Keplero, scattata dall'Osservatorio a raggi X Chandra. NASA, ESA, R. Sankrit e W. Blair, Johns Hopkins University



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Guarda un'animazione per capire la differenza tra supernovae e stelle di neutroni Una panoramica delle supernovae e delle stelle di neutroni. Open University ( Un partner editoriale Britannica ) Guarda tutti i video per questo articolo



Il termine supernova è derivato da nuovo (Latino: nuovo), il nome per un altro tipo di stella che esplode. Le supernovae assomigliano alle novae sotto diversi aspetti. Entrambi sono caratterizzati da un'incredibile e rapida schiaritura della durata di alcune settimane, seguita da una lenta attenuazione. Spettroscopicamente, mostrano righe di emissione spostate verso il blu, il che implica che i gas caldi vengono espulsi verso l'esterno. Ma un'esplosione di supernova, a differenza di un'esplosione di nova, è un evento catastrofico per una stella, uno che essenzialmente termina la sua vita attiva (cioè generatrice di energia). Quando una stella diventa una supernova, quantità considerevoli della sua materia, pari al materiale di diversi Soli, possono essere lanciate nello spazio con una tale esplosione di energia da consentire alla stella che esplode di eclissare l'intera galassia di origine.

Le esplosioni di supernovae rilasciano non solo enormi quantità di onde radio e raggi X ma anche raggi cosmici. Alcuni lampi di raggi gamma sono stati associati alle supernove. Le supernovae rilasciano anche molti degli elementi più pesanti che compongono i componenti del sistema solare , inclusa la Terra , nel mezzo interstellare . Le analisi spettrali mostrano che le abbondanze degli elementi più pesanti sono maggiori del normale, indicando che questi elementi si formano effettivamente nel corso dell'esplosione. Il guscio di a residuo di supernova continua ad espandersi fino a dissolversi, ad uno stadio molto avanzato, nel mezzo interstellare.



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Satellite rapido; Supernova 2007uy

Satellite rapido; Supernova 2007uy Un'immagine a raggi X (a sinistra) e un'immagine in luce visibile (a destra) della Supernova 2007uy nella galassia NGC 2770 prima dell'esplosione della Supernova 2008D, immagine catturata dal satellite Swift, gennaio 2008. NASA—Swift Science Team/Stefan Immler

Satellite rapido; Supernova 2008D

Satellite rapido; Supernova 2008D Un'immagine a raggi X (a sinistra) della stella che esplode nella galassia NGC 2770 che è diventata Supernova 2008D e un'immagine in luce visibile (a destra) della Supernova 2008D catturata dal satellite Swift, gennaio 2008. Stefan Immler—NASA/Swift Science Squadra

Supernove storiche

Conoscere le varie supernove storiche - GRB 111209A, V838 Monocerotis, N 63A e SN 1006

Conoscere le varie supernove storiche - GRB 111209A, V838 Monocerotis, N 63A e SN 1006 Una discussione sulle varie supernove storiche. Open University ( Un partner editoriale Britannica ) Guarda tutti i video per questo articolo



Storicamente, si sa che solo sette supernovae sono state registrate prima dell'inizio del XVII secolo. Il più famoso di loro si è verificato nel 1054 ed è stato visto in uno dei corni del costellazione Toro. I resti di questa esplosione sono visibili oggi come la Nebulosa del Granchio , che è composta da ejecta incandescente di gas che volano verso l'esterno in modo irregolare e una rapida rotazione, pulsante stella di neutroni , chiamato a stampa , al centro. La supernova del 1054 è stata registrata da osservatori cinesi e coreani; potrebbe anche essere stato visto dagli indiani d'America del sud-ovest, come suggerito da alcune pitture rupestri scoperte in Arizona e... Nuovo Messico . Era abbastanza luminoso da essere visto durante il giorno e la sua grande luminosità durò per settimane. Altre importanti supernove sono state osservate dalla Terra nel 185, 393, 1006, 1181, 1572 e 1604.

La più vicina e più facilmente osservabile delle centinaia di supernovae che sono state registrate dal 1604 è stata avvistata per la prima volta la mattina del 24 febbraio 1987 dall'astronomo canadese Ian K. Shelton mentre lavorava all'Osservatorio di Las Campanas in Cile. Designato SN 1987A, questo oggetto in precedenza estremamente debole ha raggiunto un grandezza di 4,5 in poche ore, diventando così visibile ad occhio nudo. La nuova supernova apparsa si trovava nella Grande Nube di Magellano a una distanza di circa 160.000 anni luce . Divenne subito oggetto di intensa osservazione da parte degli astronomi di tutto l'emisfero australe e fu osservato dal telescopio spaziale Hubble. La luminosità di SN 1987A ha raggiunto il picco nel maggio 1987, con una magnitudine di circa 2,9, ed è diminuita lentamente nei mesi successivi.

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supernova 1987A nella Grande Nube di Magellano

supernova 1987A nella Grande Nube di Magellano Questa immagine mostra i deboli anelli esterni e l'anello interno luminoso caratteristici di una nebulosa a clessidra. Foto AURA/STScI/NASA/JPL (foto NASA n. STScI-PRC98-08d)



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Un nodo nell

Un nodo nell'anello centrale della Supernova 1987A, come osservato dal telescopio spaziale Hubble nel 1994 (a sinistra) e nel 1997 (a destra). Il nodo è causato dalla collisione dell'onda d'urto della supernova con un anello di materia che si muove più lentamente. espulso in precedenza. Il punto luminoso in basso a sinistra è una stella non correlata. Foto AURA/STScI/NASA/JPL (foto NASA n. STScI-PRC98-08b)

Tipi di supernova

Le supernovae possono essere divise in due grandi classi, Tipo I e Tipo II, a seconda del modo in cui esplodono. Le supernove di tipo I possono essere fino a tre volte più luminose di quelle di tipo II; differiscono anche dalle supernove di tipo II in quanto i loro spettri non contengono righe di idrogeno e si espandono circa due volte più rapidamente.



Supernove di tipo II

La cosiddetta esplosione classica, associata alle supernove di tipo II, ha come progenitore un'esplosione molto massiccia stella (una stella di Popolazione I) di almeno otto masse solari che è alla fine della sua vita attiva. (Questi si vedono solo nelle galassie a spirale, il più delle volte vicino alle braccia.) Fino a questo stadio della sua evoluzione, la stella ha brillato per mezzo dell'energia nucleare rilasciata nel suo nucleo e vicino ad essa nel processo di compressione e riscaldamento di elementi più leggeri come idrogeno o elio in elementi successivamente più pesanti, cioè nel processo di fusione nucleare. Tuttavia, la formazione di elementi più pesanti del ferro assorbe, anziché produrre, energia e, poiché l'energia non è più disponibile, si forma un nucleo di ferro al centro della vecchia stella pesante. Quando il nucleo di ferro diventa troppo massiccio, la sua capacità di sostenersi per mezzo della spinta esplosiva verso l'esterno delle reazioni di fusione interna non riesce a contrastare la tremenda attrazione della sua stessa gravità. Di conseguenza, il nucleo crolla. Se la massa del nucleo è inferiore a circa tre masse solari, il collasso continua fino a quando il nucleo raggiunge un punto in cui è costituire i nuclei e gli elettroni liberi vengono schiacciati insieme in un nucleo duro e in rapida rotazione. Questo nucleo è costituito quasi interamente da neutroni , che sono compressi in un volume di soli 20 km (12 miglia) di diametro ma il cui peso combinato è uguale a quello di diversi Soli. Un cucchiaino da tè di questo materiale straordinariamente denso peserebbe 50 miliardi di tonnellate sulla Terra. Tale oggetto è chiamato a stella di neutroni .

La detonazione della supernova si verifica quando il materiale cade dagli strati esterni della stella e poi rimbalza sul nucleo, che ha smesso di collassare e presenta improvvisamente una superficie dura ai gas in caduta. L'onda d'urto generata da questa collisione si propaga verso l'esterno e soffia via gli strati gassosi esterni della stella. La quantità di materiale proiettato verso l'esterno dipende dalla massa originale della stella.

Se la massa del nucleo supera le tre masse solari, il collasso del nucleo è troppo grande per produrre una stella di neutroni; la stella implodente è compressa in un corpo ancora più piccolo e denso, vale a dire, a buco nero . Il materiale in caduta scompare nel buco nero, il cui campo gravitazionale è così intenso che nemmeno la luce può sfuggire. L'intera stella non viene assorbita dal buco nero, poiché gran parte dell'inviluppo cadente della stella rimbalza dalla formazione temporanea di un nucleo di neutroni in rotazione o manca il passaggio attraverso il centro stesso del nucleo e viene invece fatto fuoriuscire.