Supernova
Una supernova è l'esplosione di una stella gigante. Di solito accade quando la sua fusione nucleare non riesce a tenere il nucleo contro la sua stessa gravità. Il nucleo collassa ed esplode.
Le supernove più grandi sono chiamate ipergiganti e quelle più piccole sono chiamate supergiganti. Sono massicce: a causa della gravità, consumano la loro energia molto rapidamente. Normalmente vivono solo per pochi milioni di anni.
Durante l'esplosione, l'energia totale irradiata dalle supernovae può superare brevemente l'intera uscita di una galassia. Esse emettono un'energia pari a quella dell'intera vita di una stella simile al sole. L'esplosione spazza via il suo materiale stellare dalla stella, a velocità fino a 30.000 km/s o il 10% della velocità della luce. Questo spinge un'onda d'urto nel mezzo interstellare circostante. Questo spazza via un guscio in espansione di gas e polveri, che vediamo come un residuo di supernova. Dopo l'esplosione, ciò che rimane diventa un buco nero o una stella di neutroni.
La maggior parte delle stelle sono piccole e non esplodono. Diventano sempre più fredde e piccole, e diventano stelle nane bianche.
Le esplosioni di supernova accadono raramente. Nella nostra galassia, la Via Lattea, l'ultima supernova è avvenuta nell'anno 1604. Possiamo vedere supernove anche in altre galassie. Ogni anno vediamo 300 supernove in altre galassie, perché ci sono così tante galassie. A volte sono più luminose di tutto il resto della galassia.
Tipi
Le supernove sono di solito ordinate in supernove di tipo I e II.
Le supernove di tipo I hanno linee di assorbimento che mostrano che non contengono idrogeno. Le supernove di tipo Ia sono molto luminose per un breve periodo di tempo. Poi diventano meno luminose molto rapidamente. Le supernove di tipo Ia si verificano quando una stella nana bianca è in orbita attorno a una grande stella. A volte la nana bianca succhia la materia dalla grande stella. Quando la nana bianca diventa circa 1,4 volte la massa del sole, collassa. Questo produce molta energia e luce, ed è per questo che le supernove sono molto luminose. Il tipo 1a ha per lo più la stessa luminosità. Questo permette loro di essere usate come candela standard secondaria per misurare la distanza dalle galassie che le ospitano.
Le supernove di tipo II hanno linee di assorbimento che mostrano che contengono idrogeno. Una stella deve avere almeno 8 volte, e non più di 40-50 volte, la massa del Sole per subire questo tipo di esplosione.
In una stella come il Sole, la fusione nucleare trasforma l'idrogeno in elio. Nelle stelle molto grandi, l'elio si trasforma in ossigeno e così via. La stella fonde elementi di massa sempre più elevata, attraverso la tavola periodica, fino a produrre un nucleo di ferro e nichel. La fusione di ferro o nichel non produce alcuna produzione netta di energia, quindi non può più avvenire alcuna fusione. Ma il collasso del nucleo è così rapido (circa il 23% della velocità della luce) che si produce un'enorme onda d'urto. La temperatura e la pressione estremamente elevate durano abbastanza a lungo per un breve momento quando vengono prodotti gli elementi più pesanti del ferro. A seconda delle dimensioni iniziali della stella, i resti del nucleo formano una stella di neutroni o un buco nero.
Supernove e vita
Senza le supernove non ci sarebbe vita sulla Terra. Questo perché molti degli elementi chimici sono stati prodotti nelle esplosioni delle supernove. Questi sono chiamati "elementi pesanti". Gli elementi pesanti sono necessari per creare esseri viventi. La supernova è l'unico modo per creare elementi pesanti. Altri elementi sono stati prodotti dalla fusione nelle stelle. Gli elementi pesanti hanno bisogno di temperature e pressioni molto elevate per formarsi. In un'esplosione di una supernova macho la temperatura e la pressione sono così alte che si possono creare elementi pesanti. Gli scienziati chiamano questa supernova nucleosintesi.
Potrebbe essere pericoloso se un'esplosione di supernova si verificasse molto vicino alla Terra. L'esplosione è molto grande e si formano molti tipi di radiazioni pericolose. Ma non dobbiamo avere paura. Solo le stelle molto grandi possono esplodere come supernove. Non ci sono stelle abbastanza grandi vicino alla Terra e se ci fossero ci vorrebbero milioni di anni perché ciò avvenisse.
Effetti sulla Terra
SN 1572 è stato visto da Tycho Brahe. Questa supernova ha aiutato gli astronomi ad imparare che le cose nello spazio possono cambiare. SN 1604 fu vista da Johannes Kepler. È stata l'ultima supernova abbastanza vicina da poter essere vista dall'emisfero nord della Terra senza un telescopio. SN 1987A è l'unica supernova così vicina che gli scienziati hanno potuto trovare neutrini da essa. SN 1987A era anche abbastanza luminosa da poter essere vista senza un telescopio. La gente dell'emisfero sud l'ha vista.
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La Terra ha tracce di supernovae del passato. Tracce di ferro-60 radioattivo, un forte indicatore di detriti di supernove, è sepolto nel fondo del mare in tutto il mondo.
La "bolla locale" è una regione in mongolfiera di gas caldo, 600 anni luce di diametro. Circonda il sistema solare e domina il nostro quartiere stellare. È stata formata da oltre una dozzina di supernovae che esplodono in un vicino ammasso di stelle in movimento. Ciò è avvenuto tra 2,3 milioni e 1,5 milioni di anni fa. Questo corrisponde all'incirca all'inizio delle glaciazioni del Pleistocene. Il collegamento può essere accidentale.
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Domande e risposte
D: Che cos'è una supernova?
R: Una supernova è l'esplosione di una stella gigante che si verifica quando la sua fusione nucleare non riesce a sostenere il nucleo contro la sua stessa gravità, facendolo collassare ed esplodere.
D: Che tipo di stelle producono supernove?
R: Le stelle più grandi che producono supernove sono le ipergiganti e quelle più piccole sono le supergiganti.
D: Quanta energia emettono le supernove?
R: Le supernove emettono un'energia pari a quella dell'intera vita di una stella di tipo solare. Inoltre, irradiano un'energia totale che supera brevemente l'intera produzione di una galassia.
D: A che velocità viaggia il materiale della stella durante un'esplosione?
R: Durante un'esplosione, il materiale della stella viaggia a velocità fino a 30.000 km/s o al 10% della velocità della luce.
D: Cosa succede dopo l'esplosione?
R: Dopo l'esplosione, ciò che rimane diventa un buco nero o una stella di neutroni.
D: La maggior parte delle stelle esplode come supernove?
R: No, la maggior parte delle stelle sono piccole e non esplodono come supernove. Dopo la fase di gigante rossa, diventano più fredde e più piccole e si trasformano in stelle nane bianche.
D: Quando è stata l'ultima volta che si è vista una supernova nella nostra galassia, la Via Lattea?
R: L'ultima volta che si è vista una supernova nella nostra galassia, la Via Lattea, è stato nel 1604.
