Supernova i rymden

Supernova lyser upp hela galaxen

När en jättestjärna har förbrukat allt sitt väte kollapsar den under sin egen vikt och exploderar i en massiv energiurladdning. Det kraftfulla fenomenet kan lysa upp en hel galax och ge liv åt svarta hål.

När en jättestjärna har förbrukat allt sitt väte kollapsar den under sin egen vikt och exploderar i en massiv energiurladdning. Det kraftfulla fenomenet kan lysa upp en hel galax och ge liv åt svarta hål.

Shutterstock

Vad är en supernova?

En supernova är en stjärnas definitiva undergång i en domedagsexplosion.

Vid explosionen frisätts all den energi som det annars skulle ta stjärnan flera miljarder år att skicka ut. Därför ökar dess ljusstyrka enormt och kan kortvarigt lysa upp en hel galax.

Explosionen uppstår när en tung stjärna inte längre är kapabel att bära sin egen vikt. Stjärnan kollapsar för att det inte finns mer energi i dess inre för att motverka gravitationskraften.

När stjärnan bryter ihop sätter den frisatta gravitationsenergin i gång en apokalyps av nya kärnreaktioner, som i realiteten omvandlar stjärnan till en stor vätebomb.

Ordet "nova" betyder "ny" och myntades i den danska astronomen Tycho Brahes bok, "De nova stella", från 1573.

Tycho Brahe trodde på sin tid att han observerade en helt ny stjärna, men i själv verket var det en befintlig stjärna som lyste upp.

Supernovan syns på Tycho Brahes stjärnkarta.

Tycho Brahes stjärnkarta över stjärnbilden Cassiopeia med positionen av den nya stjärnan (högst upp, bokstaven I), som den danska astronomen observerade 1572. Den nya stjärnan visade sig sedan vara en supernova.

© Tycho Brahe

I dag används "nova" när en stjärna flammar upp, medan en supernova är en explosion.

Hur observerar man en supernova?

Nasa söker efter supernovor

En supernova är ett sällsynt fenomen, som i vår egen galax bara uppträder i genomsnitt vart femtionde år.

I och med uppfinningen av teleskop som kan observera avlägsna galaxer har det blivit möjligt att upptäcka och undersöka supernovor oftare.

Nasa använder sig av flera olika teleskop för att observera supernovor.

Ett av dem är Nuclear Spectroscopic Telescope Array – eller NuSTAR – som fångar upp röntgenstrålning från några av universums mest avlägsna hörn.

När astronomer använder teleskop som NuSTAR för att hitta en supernova, söker de efter små, lysande prickar som inte har funnits tidigare i det utsnittet av universum som undersöks.

Glimtarna är nämligen det enda vi ser av den massiva stjärnexplosionen.

Det har dock hänt att en supernova har lyst upp så nära jorden att den har varit synlig för blotta ögat. Det inträffade senast 1604, då astronomen Johannes Kepler såg en ny stjärna dyka upp på natthimlen.

Keplers supernova

År 1604 upptäckte astronomen Johannes Kepler en supernova på natthimlen. Det gick att se supernovan blotta ögat och den uppskattas befinna sig någonstans mellan 16 000 och 23 000 ljusår från jorden. På den här bilden ser du resterna av explosionen i form av en nebulosa.

© NASA/ESA/JHU/R. Sankrit & W. Blair

Stjärnan var alltså i själva verket en supernova, som lyste oavbrutet i ett år efter upptäckten.

Johannes Kepler gav senare ut en bok om fenomenet och supernovan fick sedan sitt namn efter honom.

När en stjärna på minst åtta gånger solens massa har förbrukat allt sitt väte, bränner stjärnan upp sin egen kärna tills den kollapsar under sin egen vikt och exploderar som en supernova.

Supernova – stjärna förbrukar väte.
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

Vätebrist hettar upp stjärnan

När stora stjärnor inte längre har mer väte till fusionsprocessen i kärnan, börjar de fusionera tyngre grundämnen. Processen accelererar för att bilda tillräckligt mycket energi för att motstå gravitationskraften.

Stjärna exploderar i supernova.
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

Stjärnan kollapsar och exploderar

När stjärnan kommer till järn får den inte längre ut energi ur dessa processer. Utan energi att motstå gravitationskraften faller stjärnan ihop. Till sist skickas stjärnmaterialet utåt i en energirik explosion av neutriner.

Supernova blir till en neutronstjärna eller ett svart hål
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

Kärnan blir kvar i ny form

Efter en supernovaexplosion återstår kärnan i form av en neutronstjärna eller faller ihop till ett svart hål, om stjärnan har varit tillräckligt tung. Resterna av supernovan blir till nebulosor.

När såg man för första gången en supernova?

Kineser var de första att upptäcka en supernova

Keplers supernova hör till de mest berömda, men den var långt ifrån den första som har observerats.

År 185 e.Kr. såg kinesiska astronomer en "märklig stjärna" uppstå på natthimlen. I själva verket handlade det inte om en ny himlakropp, utan en stjärna som exploderade som supernova.

Supernovan lyste i åtta månader och dåtidens stjärnskådare hade därför gott om tid att observera och sätta sina iakttagelser på pränt.

Den knappt två tusen år gamla supernovaexplosionen markerar den första dokumenterade observationen av en supernova någonsin.

Supernova lyste i två år

En annan tidig observation av en supernova ägde rum år 1054. Den upptäckten nedtecknades i första hand av kinesiska astronomer, men finns även omnämnd i dokument från både Japan och Mellanöstern.

SN 1054, som den gamla supernovan heter, lyste på himlen i två år, varpå dess ljusstyrka avtog.

Efter en supernovaexplosion uppstår så kallade stjärnnebulosor.

Stjärnnebulosor består av gasen och stoftet från den döda stjärnan och dessa rester kan ge upphov till nya stjärnor.

En av himlens vackraste stjärnnebulosor, Krabbnebulosan, uppstod ur resterna av supernovan SN 1054 och går att iaktta i stjärnbilden Oxen.

Supernova – Krabbnebulosan

Krabbnebulosan uppstod efter en supernovaexplosion och observerades för första gången 1758 av den franske astronomen Charles Messier.

© Nasa, Esa, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

Blir solen en supernova?

Solen är för liten för att sluta som supernova

Solen har inte tillräckligt stor massa för att explodera som en supernova.

För att en stjärna ska sluta som en supernova krävs en massa som är minst åtta gånger större än solens.

Den närmaste kandidaten är stjärnan Betelgeuze, även kallad Alfa Orionis, som är en av de starkast lysande stjärnorna på himlen och som ingår i stjärnbilden Orion.

Stjärnan befinner sig 700 ljusår från jorden och är en så kallad röd superjätte som kommer att kollapsa inom loppet av nio miljoner år.

Eftersom stjärnan har en massa som är 11,6 gånger större än solens, kommer Betelgeuze att sluta sina dagar som en supernova. Explosionen kommer inte att skada jorden, men den kommer att förändra vår natthimmel.

Astronomer från University of California har simulerat hur supernovan kommer att lysa upp vår galax. De uppskattar att Betelgeuze kommer att lysa upp med mer än en tiondel av fullmånens styrka – i mer än tre månader.

Nytt teleskop ska komma nära supernovor

Det världsberömda Hubbleteleskopet har sedan 1990 svävat 569 kilometer över jordens yta och levererat ikonsia fotografier av vår egen galax. Och även om Hubble fortfarande fungerar är en ny generation rymdteleskop på väg, som kan ge oss nya kunskaper om universum och de spektakulära supernovorna.

Ett av de nya teleskopen planeras att skickas upp år 2025 och bär namnet Nancy Grace Roman Space Telescope.

Enligt Nasa kan Nancy Grace Roman Space Telescope fotografera ett utsnitt av universum som är 100 gånger större än vad Hubble klarar.

Teleskopets enorma synfält gör det möjligt att observera supernovor på närmare håll än någonsin tidigare. Astronomerna räknar med att teleskopet ska kunna dokumentera tusentals supernovor.

VIDEO: Nasa presenterar Nancy Grace Roman Space Telescope

Nancy Grace Roman Space Telescope ska främst dokumentera den starkast lysande kategorin supernovor, kallade "typ Ia".

Typ Ia uppstår i genomsnitt vart femhundrade år i Vintergatan, men eftersom teleskopet kan skåda tillbaka till när universum bara var 300 miljoner år gammalt, räknar Nassa med att kartlägga en mängd hittills okända supernovor.

Genom att studera supernovor hoppas astronomerna få ny inblick i hur fort universum expanderar. Mätningen av ljuset från supernovorna ska troligen även kunna ge forskarna bättre beräkningar av mängden och fördelningen av universums mystiska mörka materia.