Supernova v galaksiji NGC3877 v ozvezdju Velikega medveda

V začetku marca je kitajski astronom Zhou Wan (Beijing Astronomical Observatory, BAO), odkril supernovo v galaksiji NGC3877, ozvezdje Velikega Medveda. Supernovo je ujel s CCD kamero na teleskopu s 60 cm vhodne odprtine, posebej namenjenim za iskanje supernov. Na februarskih posnetkih v tej točki neba niso zabeležili nobenega objekta. Odkritje je potrdil tudi Lick Observatory s svojim avtomatskim teleskopom za iskanje supernov (Katzman Automatic Imaging Telescope). Ob odkritju 3. marca (BAO) je bila nefiltrirana CCD magnituda 15,2, Lick Observatory je dan pozneje 4.marca izmeril že magnitudo 13,5.

Zadnje meritve (18.3.1998) kažejo, da supernova sveti z magnitudo okoli 12.0, to pomeni, da je tako svetla kot jedro galaksije NGC3877. Zvezda 12. magnitude pa je že lepo vidna v teleskopih z vhodno odprtino vsaj 20 cm. Poiskusite in poročajte o opazovanjih v reviji, še bolj pa je zaželjeno fotografiranje, posnetek bo vsekakor objavljen. Priložena karta vam bo pomagala pri iskanju supernove, za začetek primerjaj posnetek in karto in poišči objekte, ki so vidni tako na sliki in tudi na karti. Velikost karte je 35'x35', na njej pa so zvezde do 15. mag. Za lažjo predstavo, podatek o velikosti 35'X35' pomeni, da bi na tako karto spravili celo Luno ali Sonce, saj ju vidimo pod zornim kotom 30'.

Koordinati supernove sta: rektascenzija (11h 46m 06.18s), deklinacija (+47 degrees 28' 55,5"). To pomeni, da je supernova glede na priloženo karto oddaljena 14" vzhodno in 46" južno od jedra galaksije NGC3877.

Primerjalne karte lahko dobite preko Interneta na naslovih:
http://www.astro.uio.no/~bgranslo/sn1998s.html,
ftp://ftp.aavso.org/pub/charts/uma/sn1998s/ngc3877-er.html.
Na naslednjem URL-ju pa si lahko ogledate posnetek supernove:
http://www.sci.muni.cz/~gama/sn.

Slika supernove v galaksiji NGC 3877 v Velikem medvedu. Ker je galaksija NGC3877 oddaljena okrog 100 milijonov sv.l. lahko sklepamo, da se je eksplozija zgodila pred približno 100 milijoni let. Koliko energije se v kratkem času sprosti pri eksploziji supernove pove dovolj podatek oziroma slika, kjer se lepo vidi, da je svetloba ene same supernove močnejša od svetlobe 100 milijard ostalih zvezd v galaksiji. Podobno kot, če bi meseca junija na travniku med stotinami kresničk ena izmed njih svetila z močjo avtomobilskega žarometa. Slika je sneta iz Interneta.

Kaj je supernova?

Supernova se kot pojav opazi kot neizmerna eksplozija zvezde. Veliko supernov opazimo v oddaljenih galaksijah in eksplozija se nam zdi, kot da bi nastala v tej galaksiji nova zvezda. Od tod tudi ime, čeprav pomeni supernova v bistvu neke vrste smrt zvezde. Supernova lahko celo za nekaj dni s svojo svetlobo zastre svetlobo celotne galaksije. Ker so galaksije večinoma zelo daleč, le težko odkrijemo ali celo študiramo naravo pojava, ki ga imenujemo supernova. Zadnja eksplozija v naši galaksiji, Rimski cesti, ki jo opisuje znameniti J. Kepler, je bila opažena leta 1604. Najsvetlejša od takrat videna je bila supernova 1987a v Velikem Magelanovem oblaku, ki je majhna satelitska galaksija Rimske ceste. Magelanov oblak je na južnem nebu, zato dogodek ni bil viden iz Evrope. Leta 1993 so v galaksiji M81 opazili v zadnjih 20. letih najsvetlejšo supernovo (1993j) na severnem nebu. Zdaj lahko že tudi sami uganete, da supernove označujemo z letnico odkritja in zaporedno črko abecede, ki jim pripada glede na vrstni red odkritja v danem letu. Vsako leto odkrijejo kar nekaj deset ali več supernov, a so v glavnem zaradi oddaljenosti galaksij zelo šibke in jih slabo opremljeni amaterji ne moremo opazovati.

Supernova 1998s je tipa II, kar pomeni, da je to enojna zvezda z maso približno deset Sončevih mas. To je zvezda, ki končuje svoj življenjski ciklus zlivanja lažjih jeder v težja s spektakularno eksplozijo. Supernove tipa I so posledica dvojnega sistema, kjer se eksplozija zgodi zaradi prehajanja mase iz orjakinje na belo pritlikavko.

Poglejmo kako poteka proces do supernove tipa II. Struktura zvezd je določena s stalnim tekmovanjem med gravitacijo in tlakom atomov, elektronov in fotonov. Gravitaciji, ki materijo stiska in drži skupaj, se upira v glavnem sila sevalnega tlaka, ki ima izvor v procesu fuzije, zlivanja, nekateri pravijo tudi "gorenja" lažjih jeder v težja. V zgodnejših fazah razvoja zvezde se energija sprošča v zvezdnem jedru, v procesu zlivanja vodika v helij. Za zvezde z maso okrog 10 Sončevih mas se ta proces dogaja okrog 10 milijonov let.

Po tem času se ves vodik v jedru izčrpa in zlivanje vodika se lahko nadaljuje le v lupini okrog zvezdnega helijevega jedra. Jedro se po tej fazi začne zaradi gravitacije krčiti in to toliko časa, dokler se temperatura ne dvigne do vrednosti, da se lahko začne zlivanje helija v ogljik in kisik. Zlivanje helija traja približno milijon let, in ko se helij v jedru izčrpa, se proces nadaljuje v lupini okrog jedra. Jedro se spet krči, dokler se temeperatura jedra ne poveča do vrednosti, da se začne zlivati ogljik v neon, natrij in magnezij. Ta proces traja okrog 10 tisoč let.

Procesi zlivanja in krčenja v jedru in lupini se ponavljajo dokler se, z zapletenimi jedrskimi reakcijami, neon ne preobrazi v kisik in magnezij, kar traja okrog 12 let. Zlivanje kisika v silicij in žveplo traja okrog 4 leta in končno zlivanje silicija v železo traja okrog 7 dni.

Ko se enkrat jedro preobrazi v železo, temperatura pade in tudi sevalni tlak več ne zmore zadrževati gravitacijske sile. Do kolapsa jedra pride, ko masa železnega jedra doseže 1,4 Sončeve mase in se elektroni in protoni združijo v nevtrone. Jedro kolapsira v nekaj desetinkah sekunde od velikosti polmera Zemlje (6400km) na okrog 100km v premeru in nato v eni sekundi postane nevtronska zvezda premera 10km. Pri tem se sprosti enormno potencialne energije, katere 99% prevzamejo nevtrini.

Udarni val, ki nastane pri tem, v dveh urah doseže zunanje plasti zvezde in povzroči na svoji poti fuzijo. Ta povzroči nastajanje težjih elementov. Zlasti silicij in žveplo, ki sta nastala tik pred kolapsom, sta odgovorna za nastanek radioaktivnega niklja in kobolta, ki določata obliko svetlobne avreole po prvih dveh tednih.

Ko udarni val doseže površino zvezde, se temperatura dvigne na 200 tisoč stopinj in zvezdo raznese. Hitrost plina je okrog 15000km/s. To silovito razširjanje ovojnice se odraža v povečanju svetlosti zvezde, kot da bi se ognjena žoga sunkovito napihnila. Pozneje največ svetlobe prihaja od radioaktivnega razpada kobolta in niklja, ki je nastal ob eksploziji supernove.

Poglejmo kako poteka proces do supernove tipa I. Eksplozija izgleda podobno, le da so vzroki za nastanek drugačni. Vzrok za nastanek supernove je dvojna zvezda, sistem dveh zvezd, kjer je ena bela pritlikavka. Bele pritlikavke so zelo majhne kompaktne zvezde, ki so kolapsirale na velikost ene desetine Sončeve velikosti. To je zadnja faza razvoja zvezd z majhno maso, kjer je materija v takoimenovanem degeneriranem stanju, kar pomeni, da elektroni (tlak "elektronskega plina") preprečujejo gravitacijsko krčenje zvezde. To velja za zvezde z maso manjšo od 1,4 Sončeve mase, torej bo tudi Sonce končalo kot bela pritlikavka.

Paru zvezd se manjša vztrajnostni moment, sta zmeraj bližje druga drugi. Približata se do te mere, da se snov iz sosednje zvezde začne pretakati v tanek spiralni disk (akrecijski disk), ki se ovija okrog bele pritlikavke in iz diska začne snov prehajati na belo pritlikavko. Ko masa prenešena na belo pritlikavko preseže kritično maso, le ta kolapsira in pri zlivanju ogljika in kisika v nikelj se sprosti zadosti energije, da zvezda eksplodira. Vse kar se dogaja naprej, je podobno kot pri tipu II.

Po eksploziji supernove se material, vržen v vesolje, širi okrog ostanka prvotne zvezde, zdaj nevtronske zvezde ali dvozvezdja. Snov se lahko širi na tisoče let, dokler ne trči z drugim medzvezdnim oblakom plina ali prahu. Tako se odvržen material supernove pomeša z medzvezdno snovjo in mogoče celo postane del strukture zvezd novih generacij.

Teorija Velikega poka je napovedala obilo lažjih elementov. Prve zvezde so sestavljali vodik, helij in zelo majhne količine litija in berilija. Nekatere od zvezd so postale supernove in so razpršile težje elemente v medzvezdni prostor. Naslednje generacije zvezd so imele vedno več težjih elementov kot so: železo, ogljik, kisik, fosfor.

Opisani model nas pripelje do zaključka, da so težji elementi nastali kot produkt supernov, to je, da so nastali v notranjosti zvezd, in da brez silovitih eksplozij nas, to je ljudi, ki med drugim tudi razmišljamo o supernovah, ne bi bilo./

Ker je galaksija NGC3877 oddaljena okrog 100 milijonov sv.l. lahko sklepamo, da se je eksplozija zgodila pred približno 100 milijoni let. Koliko energije se v kratkem času sprosti pri eksploziji supernove pove dovolj podatek oziroma slika, kjer se lepo vidi, da je svetloba ene same supernove močnejša od svetlobe 100 milijard ostalih zvezd v galaksiji. Podobno kot če bi meseca junija na travniku med stotinami kresničk ena izmed njih svetila z močjo avtomobilskega žarometa.

Zadnja novica iz Interneta. V ozvezdju Strelca se je pojavila nova. Trenutno je njena magnituda že manjša od 8., kar pomeni, da jo lahko opazujemo tudi z manjšimi teleskopi. Nova je glede na supernovo nekoliko manj spektakularna smrt zvezde z manjšo maso. Nova pomeni, da bela pritlikavaka z eksplozijo odvrže plinsko ovojnico v prostor. Karto je možno dobiti na naslovu: ftp://ftp.aavso.org/pub/charts/sgr/ww_sgr/. Več informacija pa na domači strani AAVSO: http://www.aavso.org.

Zorko Vičar

Slike (v pripravi)
1) Slika supernove v galaksiji NGC 3877 v Velikem medvedu. Ker je galaksija NGC3877 oddaljena okrog 100 milijonov sv.l. lahko sklepamo, da se je eksplozija zgodila pred približno 100 milijoni let. Koliko energije se v kratkem času sprosti pri eksploziji supernove pove dovolj podatek oziroma slika, kjer se lepo vidi, da je svetloba ene same supernove močnejša od svetlobe 100 milijard ostalih zvezd v galaksiji. Podobno kot, če bi meseca junija na travniku med stotinami kresničk ena izmed njih svetila z močjo avtomobilskega žarometa. Slika je sneta iz Interneta.
2) Primerjalna karta za pomoč pri natančnejšem iskanju supernove 1998s v galaksiji NGC3877. Slika je sneta iz Interneta.

3) Karta ozvezdja Velikega medveda z označeno lego Supernove 19983. Slika je sneta iz Interneta. 4) Znamenita Rakovica, meglica M1 v ozvezdju Bika ostanek supernove. Kitajci so eksplozijo opazili leta 1054 in baje je bila vidna celo na dnevnem nebu. Meglico M1 vidimo pozimi brez težav, že z malo zmogljivejšim daljnogledom (20X60). Nevtronske zvezde so ponavadi tudi močni viri pulzirajočih radijskih valov. Slika je sneta iz Interneta.
________________________________________________________________________________
Slika 1, fajl sn98sb.gif.
Slika 2, fajl sn98kar.jpg.
Slika 3, fajl sn98s.gif.
Slika 4, m1.gif.