Вибухи наднових вражають своєю імпульсивністю та масштабами. Ми знаємо, що вони впливають на розвиток галактик, хімічний склад міжзоряного середовища та утворення нових зірок.
Вони також слугують інструментом для космологічних досліджень, оскільки дають змогу вимірювати відстані до найбільш віддалених від Землі об'єктів, а також вказують на можливі напрямки пошуку темної матерії й темної енергії.
Сама по собі, наднова - це потужний та яскравий вибух зірки, що відбувається наприкінці її еволюційної стадії або коли в білому карлику починається побіжний ядерний синтез.
В результаті виникає залишок зірки, яка вже вичерпала своє ядерне паливо і зруйнувалася під дією власної гравітації. Ядерні реакції вже не перетворюють водень на гелій.
Щоправда, новий астрономічний об'єкт все ще здатний виробляти у своєму ядрі важкі елементи. Однак ми вважаємо, що залізо - це межа бажань будь-якої зірки. Далі термоядерний синтез не працює, - а тому будь-який об'єкт на кшталт білого карлика або нейтронної зірки спадає в сингулярність, чорну діру. Теоретично. Безпосередньо перевірити цю гіпотезу неможливо, та й існування ЧД все ще залишається під великим питанням.
Наразі астрономи пропонують два основні механізми виникнення наднових: раптове відновлення ядерного синтезу в білому карлику і гравітаційний колапс ядра масивної зірки.
У першому випадку температура білого карлика підвищується настільки, що починається неконтрольований синтез легких елементів, який призводить до повного руйнування зірки.
Можливі причини цього процесу - накопичення речовини від бінарного компаньйона за рахунок акреції або злиття двох білих карликів. Такі наднові називаються термоядерними або типу Ia.
У другому випадку ядро масивної зірки різко руйнується, коли “згорає” водень, а зірка перестає бути “повноцінним” світилом - виробляти достатньо енергії від термоядерного синтезу, щоб протистояти власній гравітації. Так, деякі астрономічні об’єкти здатні плавити залізо, але їх колапс неминучий. Такі наднові називаються колапсарами або зірками II типу.
Крім того, наднові викидають кілька сонячних мас речовини зі швидкостями, що становлять кілька відсотків від швидкості світла. При цьому виникає ударна хвиля, яка поширюється через навколишнє міжзоряне середовище, піднімаючи розширювану оболонку з газу і пилу. Що ми і спостерігаємо.
Уточнимо: коли кажуть, що зірки створюють важкі хімічні елементи, це не зовсім правильно. Важкі елементи, як і більшість інших, "виробляються" Надновими - від кисню до рубідію.
Ударні хвилі наднових, що розширюються, також можуть стимулювати утворення нових зірок, космічного випромінювання і навіть гравітаційних хвиль. Щоправда, на сьогодні гравітаційні хвилі виявлено тільки при злитті чорних дір і нейтронних зірок. І то не факт.
Водночас Наднові дають змогу вивчати різні аспекти зоряної фізики та космології.
Наприклад, наднові типу Ia використовуються як стандартні свічки, тобто об'єкти з відомою яскравістю, що допомагають визначити відстані до інших галактик і швидкість розширення Всесвіту.
Водночас наднові типу II надають нам інформацію про хімічний склад та еволюцію зірок, а також про процеси, що призводять до утворення нейтронних зірок і чорних дір.
Деякі фізики думають, що наднові служать джерелами нейтрино, що відкриває нові можливості для спостереження за Всесвітом.
Однак спостереження наднових - велика проблема, оскільки вони є рідкісними та короткоживучими подіями.
У нашій Галактиці одна наднова зірка виникає приблизно раз на 50 років, а останньою надновою, видимою неозброєним оком, була SN 1987A - вибух блакитної надгігантської зірки у Великій Магеллановій Хмарі, галактиці-супутнику нашої Галактики.
Тому для пошуку та вивчення наднових в інших галактиках астрономи використовують різні методи. Такі, як гравітаційне лінзування, голи важкий об'єкт (наприклад, скупчення галактик) діє як лінза, спотворюючи та посилюючи світло від розташованого за ним більш віддаленого об'єкта (наднової).
Ми спостерігаємо те, що можемо побачити. І що доступно для спостереження. Але це зовсім інша історія...
