Wybuch supernowej to kosmiczna katastrofa na ogromną skalę. Ale można ją przewidzieć – twierdzą naukowcy

W tym artykule:

1. Czy wybuch supernowej może zagrozić Ziemi?
2. Czy supernową da się przewidzieć?
3. Jak przewidzieć supernową?
4. Czy Betelgeza wybuchnie?

Supernowe to jedne z najbardziej spektakularnych wybuchów w kosmosie. Kiedy gwiazda umiera, czyli kiedy wypala się paliwo podtrzymujące zachodzące w jej wnętrzu reakcje termojądrowe, jej jądro zapada się. W rezultacie tzw. kolapsu może powstać gwiazda neutronowa lub czarna dziura. Zewnętrzne warstwy materii odrywają się natomiast od gwiazdy w niezwykle silnym wybuchu.

Taki wybuch to właśnie supernowa. Wybuch supernowej wyrzuca gwiezdną materię w przestrzeń, tworząc spektakularną mgławicę. Pozostałość po eksplozji, bardzo jasny obiekt, jest widoczny na niebie przez kilka tygodni lub miesięcy.

Czy wybuch supernowej może zagrozić Ziemi?

Z supernową najprawdopodobniej wiąże się jedno z najbardziej gwałtownych zjawisk we Wszechświecie, czyli rozbłysk gamma. W 1998 r. zarejestrowano półminutowy rozbłysk po wybuchu supernowej SN 1998bw. Był to pierwszy dowód wskazujący na to, że rozbłysk powiązany jest z supernową.

Czy 1000 lat temu Kościół ukrywał wybuch supernowej? Odpowiedź może kryć się w bizantyjskiej monecie...

Prawie 1000 lat temu chińscy oraz arabscy astronomowie zaobserwowali wybuch supernowej. To jedna z niewielu supernowych, które eksplodowały w Drodze Mlecznej. Jej jasność miała być czterokro...

Pojedynczy rozbłysk uwalnia gigantyczne ilości energii. Szacuje się, że może być jej tyle, ile wytworzyłyby miliardy Słońc jednocześnie. Siła rozbłysków powoduje, że naukowcy obawiają się wpływu supernowych na życie na Ziemi. Wiele zależałoby od tego, jak daleko od nas znajdowałaby się supernowa. A także – czy o wybuchu wiedzielibyśmy wcześniej.

Czy supernową da się przewidzieć?

Poszukiwaniem prekursorów supernowej – czyli znaków wskazujących, że jakaś gwiazda we Wszechświecie znajduje się na krawędzi eksplozji – zajęli się naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego. Pracę na ten temat zgłosili do czasopisma naukowego „High Energy Astrophysical Phenomena”. Na razie dostępna jest w serwisie preprintów arxiv.org.

Główny autor pracy, Daichi Tsuna mówi, że są dwa powody, dla których astrofizycy podjęli ten temat. – Po pierwsze, chociaż wiemy, że supernowe sygnalizują śmierć masywnej gwiazdy, to to, co dzieje się pod sam koniec jej życia, ciągle pozostaje zagadką. Klasyczne teorie opisujące cykl życia gwiazd nie wspominają o prekursorach supernowych, które poznaliśmy dzięki badaniom nieba. Ich dalsze obserwacje mogą więc pogłębić naszą wiedzę o ewolucji gwiazd i przeformułować obowiązujące teorie – tłumaczy badacz.

– Po drugie, ustalenie, co jest prekursorem supernowej, dałoby wczesny sygnał ostrzegawczy zapowiadający eksplozję. Wiedząc, że nastąpi, zjawisko można by śledzić za pomocą całej ziemskiej sieci astronomicznej (astronomii neutrin czy fal grawitacyjnych) – dodaje naukowiec.

Jak przewidzieć supernową?

Astrofizycy skupili się na czerwonych nadolbrzymach. To etap rozwoju, jakie osiągają gwiazdy o wyjściowej masie wynoszącej między 10 a 40 mas Słońca. Najbardziej znanym czerwonym nadolbrzymem jest Betelgeza w gwiazdozbiorze Oriona. To dziewiąta najjaśniejsza gwiazda na nocnym niebie.

Naukowcy stworzyli teoretyczny model ewolucji czerwonego nadolbrzyma. Wykorzystali przy tym dane pozyskane z obserwacji supernowych typu II, sygnalizujące istnienie gęstego materiału okołogwiazdowego (circumstellar medium, CSM) w pobliżu pierwotnej gwiazdy.

Tajemniczy kamień znaleziony w Egipcie powstał w efekcie wybuchu supernowej. To pierwszy taki ślad odkryty na Ziemi!

Grupa uczonych z Uniwersytetu w Johannesburgu od lat bada dziwny kamień znaleziony na pustyni w Egipcie. Teraz przedstawia zaskakujące wyniki swojego naukowego śledztwa. Skała powstała w rezul...

„Jeśli ten materiał okołogwiazdowy jest rezultatem utraty masy przez gwiazdę w wyniku erupcji kilka miesięcy przed kolapsem, erupcję tę można uznać za prekursor, sygnał zapowiadający bliską supernową” – napisali w pracy uczeni.

Czy Betelgeza wybuchnie?

Następnie badacze skupili się na opracowaniu charakterystyk emisji promieniowania, do jakich miałoby dojść w czasie takiej „przedwybuchowej” utraty masy przez gwiazdę. Jeśli ich oszacowania są poprawne, w przyszłości mogą posłużyć do uchwycenia zbliżającej się supernowej i dokładnej jej obserwacji.

Nie będzie to jednak wybuch Betelgezy. Co prawda w 2019 r. sędziwa gwiazda mocno przygasła. Jednak, jak się okazało, był to efekt pojawienia się między nią a Ziemią gęstego obłoku materii, a nie zbliżającej się supernowej. W 2021 r. ukazała się praca, w której wykazano, że do wybuchu Betelgezy dojdzie za ok. 100 tys. lat.

Źródła: arxiv.org, ScienceAlert.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com