Люди рождаются, потом мы растем и умираем. Наши жизненные циклы в основном такие же, как у массивных звезд, мерцающих в ночном небе - если мы взорвемся в сиянии славы в конце нашего времени.
Когда самые колоссальные звезды космоса с треском гаснут, огромный межзвездный взрыв называют сверхновой. В то время как более мелкие звезды просто гаснут, смерть астрономического тяжеловеса - это остановка. Он всю жизнь пожирал собственные внутренности - а иногда и внутренности своего солнечного соседа - в качестве топлива. Когда ему больше нечего поглотить, он схлопывается сам по себе, а затем взрывается наружу, превращаясь в смертельный звон, затмевающий другие огромные звезды - а иногда и целые галактики - в течение нескольких дней, недель или даже месяцев [источник: Lemonick].
По статистике сверхновая должна взорваться примерно раз в 50 лет в галактике размером с наш Млечный Путь. Однако до 2006 года ученые полагали, что самая последняя сверхновая в Млечном Пути произошла в конце 1600-х годов [источник: Центр космических полетов Годдарда]. Затем они поняли, что скопление межзвездного мусора, которое они отслеживали в течение 23 лет, на самом деле было остатками сверхновой звезды, которой всего 140 лет [источник: НАСА]. Астрономы не могли наблюдать вспышку из-за космической пыли, которая также блокирует большую часть из 1 миллиарда сверхновых, которые, по оценкам, ежегодно возникают за пределами нашей галактики
Напротив, некоторые сверхновые звезды настолько яркие, что их можно увидеть в простой бинокль. В сентябре 2011 года земляне в северном полушарии могли заглянуть в галактику Вертушка, которая появляется над рукояткой Большой Медведицы, но не видна из большей части южного полушария, и увидеть сверхновую, которая взорвалась 21 миллион лет назад [источник: Перлман].
Итак, как вы его заметите? Идентифицировать новую точку света как сверхновую (в отличие от летающего самолета или кометы) может быть проще, чем вы думаете.
Как найти сверхновую
По звездной карте легко определять созвездия безоблачной ночью. В конце концов, положение этих небесных объектов наносилось на карты веками. Но что происходит, когда приглашенная звезда внезапно появляется среди своих хорошо задокументированных сверстников? Вероятно, это остатки звезды, взорвавшейся сотни или миллионы лет назад, и свет которой только сейчас достигает нашего неба.
Чтобы сделать астрономическое открытие, не нужна профессиональная степень. В январе 2011 года 10-летняя девочка нашла сверхновую в галактике в 240 миллионах световых лет от нас [источник: Винсент]. Ученые часто полагаются на астрономов на заднем дворе, которые патрулируют небо в поисках новых точек, которые ярче и четче, чем окружающие их объекты. Звезды, собирающиеся взорвать сверхновую, меняют цвет с красного на синий из-за повышения температуры [источник: Минкель]. А сверхновые сохраняют некоторый синий цвет из-за эффекта Доплера: свет от их взрывов движется к нам так быстро, что кажется синим [источник: Мурдин]. Кроме того, в отличие от кометы или коммерческого самолета, сверхновая звезда не колеблется со своего места.
Если вы заметили сверхновую, о которой не было зарегистрировано, вы можете сообщить об этом в Центральное бюро астрономических телеграмм МАС. Отсюда астрономы будут изучать любое электромагнитное излучение, испускаемое потенциальной сверхновой, то есть любые гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые волны, видимый свет, инфракрасные волны, микроволны и радиоволны. Этот спектр видимого и невидимого излучения поможет им узнать, из чего состоит небесный объект, насколько он горячий, насколько он плотный и с какой скоростью движется.
Астрономы, жившие в древнем Китае, впервые зарегистрировали сверхновую около 2000 лет назад. Они не понимали, что видят, и были убеждены, что точка света была новой. Однако после восьми месяцев ведения хроники «новой» звезды объект внезапно исчез. Хотя эта звезда в прятках могла стать забытой сноской, открытие пережило возрождение в 2006 году. Именно тогда астрономы осознали, что смотрят на остатки той же сверхновой звезды, которая была задокументирована в древнем Китае [источник: Zielinski].
Подобные сверхновые были обнаружены по всему космосу, в нашей галактике и других галактиках на расстоянии миллионов световых лет от нас. В 1987 году мы обнаружили сверхновую так близко к Земле, что ее можно было увидеть, не глядя в телескоп. Эта сверхновая была расположена в Большом Магеллановом Облаке, соседнем с нашей галактикой Млечный Путь [источник: Научный институт космического телескопа]. Он снова вошел в историю в 2011 году, когда ученые обнаружили, что его обломки светятся ярче, когда он вступил в новую стадию распада. Свет этого остатка сверхновой стал более заметным, потому что оставшаяся масса обломков расширилась и натолкнулась на кольцо обломков, которое было выброшено из сверхновой до того, как она взорвалась. Когда вещество столкнулось, оно произвело рентгеновское излучение и тепло, в результате чего остаток стал ярче [источник: Бек].
Но как вообще эта звезда начала самоуничтожаться?
Гигантская звезда начинает свою жизнь невинно, когда газ и пыль изгибаются под сильным гравитационным притяжением, образуя маленькую звезду.
По мере того как материал в центре молодой звезды нагревается, он притягивает больше межзвездного газа и пыли. Эта фаза роста может длиться до 50 миллионов лет, после чего последуют еще 10 миллиардов лет блестящей взрослой жизни. Что является источником всего этого мерцания? Звезды подпитываются ядерным синтезом водорода в более плотный и тяжелый элемент гелий. Синтез происходит в ядре звезды, и производимая им энергия течет наружу, создавая наблюдаемое свечение звезды и предотвращая коллапс тяжелого ядра на себя [источник: НАСА]. Вы можете узнать больше о процессе в Как работают звезды.
Когда у звезды начинает кончаться водород, чтобы превратиться в гелий, это начало конца. Из-за того, что наружу излучается меньше энергии, ядро начинает разрушаться, вызывая резкий скачок температуры. Синтез водорода продолжается только во внешних слоях звезды, что приводит к ее расширению. Он становится красным гигантом.
Красный гигант потеряет внешние слои и превратится в белого карлика. (Если она достаточно массивная, звезда поглотит эти слои, объединяя их в более тяжелые и более тяжелые элементы. Если у звезды недостаточно гравитации для этого, она выпустит свои охлаждающие внешние слои в космос.) Белый карлик с достаточным количеством масса в конечном итоге станет сверхновой. Его ядро схлопнется, что приведет к взрыву, который не может сравниться с тем, что мы могли бы испытать на Земле, - если бы мы не связали несколько октиллионных ядерных боеголовок и взорвали их все одновременно [источник: Томпсон, НАСА]. Поскольку такой сценарий маловероятен, мы никогда не испытаем взрыва размером со сверхновую - несмотря на сюжеты научно-фантастических фильмов, такие как «Книга Илая», наше Солнце недостаточно велико, чтобы погаснуть с таким взрывом.
