Υπερκαινοφανείς αστέρες (Supernova)

Υπερκαινοφανείς αστέρες (Supernova)

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου, δασκάλου -συγγραφέα

Ο όρος υπερκαινοφανείς αστέρες ή σουπερνόβα (supernova) αναφέρεται σε διάφορους τύπους εκρήξεων που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής των αστέρων κατά τις οποίες παράγονται εξαιρετικά φωτεινά αντικείμενα, αποτελούμενα από την ιονισμένη ύλη πλάσματος και των οποίων η αρχική φωτεινότητά τους στη συνέχεια αδυνατίζει, μέχρι του σημείου της αφάνειας μέσα σε λίγους μήνες.

ΤΡΟΠΟΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ: Υπάρχουν δύο διαφορετικοί δρόμοι για αυτή την κατάληξη: είτε όταν ένας αστέρας μεγάλης μάζας παύει να παράγει ενέργεια στον πυρήνα του, οπότε και καταρρέει κάτω από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας (περίπτωση υπερκαινοφανούς Τύπου Ib και Τύπου II), είτε όταν ένας λευκός νάνος, που είναι ήδη συρρικνωμένος και παγωμένος αστέρας, απορροφά το υλικό (τη μάζα) από ένα συνοδό αστέρα όταν φτάσει στο κρίσιμο όριο απορρόφησης μάζας, το λεγόμενο Όριο Τσαντρασεκάρ (Chandrasekhar), οπότε και θα υποστεί ομοίως θερμοπυρηνική έκρηξη καταρρέοντας κάτω από τη δύναμη της βαρύτητας (περίπτωση υπερκαινοφανούς Τύπου Ia). 

Και στις δύο αυτές περιπτώσεις η θερμοπυρηνική έκρηξη εκτινάσσει μεγάλο μέρος του αστρικού υλικού με μεγάλη δύναμη και ταχύτητα που υπερβαίνει τα 3.000 χλμ/δευτερόλεπτο (ή τα 10,8 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα!), προς όλες τις κατευθύνσεις. Θεωρείται μάλιστα ότι η λάμψη τέτοιων εκρήξεων είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από τη συνολική λάμψη ολόκληρου του γαλαξία!

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Οι υπερκαινοφανείς αστέρες Τύπου Ia πιστεύεται ότι έχουν παντού την ίδια μέγιστη απόλυτη λαμπρότητα (απόλυτο μέγεθος), και έτσι χρησιμεύουν ως δείκτες-υπολογιστές τεράστιων (κοσμολογικών) αποστάσεων στο Σύμπαν. Αντίθετα, οι υπερκαινοφανείς Τύπου Ib και II έχουν ποικίλες απόλυτες λαμπρότητες, ανάλογα με τη μάζα του αστέρα που τους παράγει, αυτού που ονομάζεται προγεννήτωρ αστέρας.

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ: Η έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα δημιουργεί ένα κύμα στον γύρω χώρο, αφήνοντας ένα είδος νεφελώματος που είναι γνωστό ως υπόλειμμα υπερκαινοφανούς [δες σχετική εικόνα]. Οι εκρήξεις σουπερνόβα είναι η κύρια πηγή όλων των βαρύτερων από το οξυγόνο στοιχείων, και η μοναδική πηγή πολλών σημαντικών στοιχείων. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι όλο το ασβέστιο που έχει ο άνθρωπος στα οστά του αλλά και όλος ο σίδηρος του ανθρώπινου οργανισμού έχουν παραχθεί σε κάποια έκρηξη υπερκαινοφανούς, εδώ και εκατομμύρια χρόνια!! Η έκρηξη μεταφέρει αυτά τα βαρέα στοιχεία στο μεσοαστρικό χώρο, εμπλουτίζοντας τα μοριακά νέφη [αστρική σκόνη] που αποτελούν την πρώτη ύλη για τον σχηματισμό των αστέρων και των πλανητών. Αυτή η διαδικασία εμπλουτισμού καθόρισε και τη σύνθεση του Ηλιακού μας Συστήματος πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, και έκανε εφικτή τη χημεία της ζωής στον πλανήτη μας. Κάθε άτομο του σώματός μας, κάθε μόριο του αέρα που αναπνέουμε δημιουργήθηκαν σ' ένα άστρο κι αυτά έφτασαν ως εδώ με μια έκρηξη υπερκαινοφανούς όχι κατά τύχη, αλλά με Δημιουργικό Σκοπό, την εμφάνιση της ζωής. Η έκρηξη υπερκαινοφανούς δημιουργεί ασύλληπτα μεγάλες θερμοκρασίες, και κάτω από ορισμένες συνθήκες, οι πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που λαμβάνουν χώρα μπορούν να δημιουργήσουν ορισμένα από τα βαρύτερα στοιχεία, όπως το σπανιότατο καλιφόρνιο. Οι επιπτώσεις, όμως, μιας πολύ κοντινής έκρηξης σουπερνόβα θα ήταν καταστροφικές και όχι, πλέον, χρήσιμες, για τη ζωή πάνω στη Γη. Το ωστικό κύμα μιας τέτοιας έκρηξης θα μπορούσε να καταστρέψει ανεπανόρθωτα το προστατευτικό στρώμα του όζοντος. Χωρίς το όζον όλοι οι έμβιοι οργανισμοί στη στεριά και στα ρηχά νερά θα ήταν εκτεθειμένοι στις υπεριώδεις ακτινοβολίες, οι οποίες θα κατέστρεφαν το DNA οιουδήποτε ζωντανού. Για να γίνει όμως αυτό το εφιαλτικό σενάριο πραγματικότητα θα πρέπει οι αστέρες αυτοί να βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη των 500 ετών φωτός. Μέχρι στιγμής στην ανθρώπινη ιστορία καμία έκρηξη σουπερνόβα δεν ήταν τόσο κοντινή. Η πιο κοντινή έκρηξη που παρατηρήθηκε στην Ιστορία της ανθρωπότητας σημειώθηκε το 1054 στον αστερισμό του Ταύρου. Τότε ο υπερκαινοφανής αστέρας βρισκόταν σε απόσταση 6.300 ετών φωτός. Στα προϊστορικά χρόνια, η έκρηξη που δημιούργησε τον αστέρα νετρονίων Geminga, στον αστερισμό των Διδύμων, πρέπει να έγινε σε απόσταση περίπου 510 ετών φωτός από τη Γη. Υπολογίζεται πως μετά από 1.000 περίπου χρόνια, κάποια από τα αστέρια που απέχουν μόλις μερικές εκατοντάδες έτη φωτός από τη Γη, όπως ο Betelgeuse [Μπετελγκέζ], που απέχει 427 έτη φωτός από τη Γη, θα εκραγούν πιθανότατα ως υπερκαινοφανείς.

ΟΝΟΜΑΤΟΔΟΣΙΑ: Nova στη λατινική γλώσσα σημαίνει «νέα» και αναφέρεται σε αυτό που μοιάζει να είναι ένα πολύ φωτεινό νέο αστέρι [το ουσιαστικό stella στη Λατινική, που σημαίνει αστέρας, είναι θηλυκό, γι' αυτό και το επίθετο είναι θηλυκού γένους] στην ουράνια σφαίρα. Οι αστρονόμοι του Μεσαίωνα, μη γνωρίζοντας ότι παρατηρούσαν μια έκρηξη, θεωρούσαν ότι επρόκειτο για την εμφάνιση ενός νέου αστεριού [εξ ου και το όνομα καινοφανής=πρόσφατα εμφανισθείς], που χρησιμοποιήθηκε πρώτα από τον Τύχο Μπράχε. Το πρόθεμα «υπερ-» ("Super") που τέθηκε για να ξεχωρίσουν κάποιοι απ' αυτούς από τους απλούς Καινοφανείς ή νόβες (novae), ήταν οι αστρικές εκρήξεις οι οποίες επίσης σχετίζονται με την αύξηση της φωτεινότητας ενός είδους διπλού αστέρα. Παρ' όλα αυτά, είναι λάθος να θεωρούμε το σουπερνόβα ένα νέο αστέρι, επειδή στην πραγματικότητα είναι απλώς ο θάνατος ενός αστέρα, ή η μόνιμη μετατροπή του σε κάτι τελείως διαφορετικό, ένα αστρικό “πτώμα” με το πιο φαντασμαγορικό στο σύμπαν επιθανάτιο ορατό “ρόγχο”!

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι φαντασμαγορικές φωτογραφίες που δημοσιεύονται σε διάφορα αστρονομικά περιοδικά, άρθρα ή παρουσιάσεις των παραπάνω αστέρων, δεν προέρχονται από μία φωτογραφική μηχανή αλλά αποτελούν σύνθετες φωτογραφίες δύο, τριών ή και περισσοτέρων διαστημομηχανών ή διαστημικών τηλεσκοπίων που το καθένα "κωδικοποιεί" μέρος του φάσματος με συγκεκριμένο χρώμα π.χ. (ενδεικτικά), ο "Χαμπλ" κωδικοποιεί στο πράσινο, ο "Σπίτσερ" στο κόκκινο, ο "Σάντρα" σε γαλάζιο. Από αυτές τις λήψεις προέρχεται η σύνθεση των επιμέρους φωτογραφιών το αποτέλεσμα της οποίας είναι αυτό που βλέπουμε, όπως και στη φωτογραφία που εδώ παρατίθεται.