سوبرنوڤا

سوبرنوڤا ( PL : سوبرنوڤى أو سوبرنوڤاس ) هو انفجار قوى ومضيء للنجم . يحصل سوبرنوڤا فى المراحل التطورية الأخيرة لنجم ضخم أو لما يتم إطلاق قزم أبيض فى اندماج نووى جامح. الجسم الأصلي، المسمى السلف ، إما ينهار لنجم نيوترونى أو ثقب أسود ، أو يتدمر بالكامل علشان يشكل سديم منتشر . ممكن تكون ذروة اللمعان البصرى للسوبرنوڤا مماثلة للموجودة فى مجرة كلها قبل ما تتلاشى على مدار أسابيع أو أشهر.
آخر سوبرنوڤا تمت ملاحظته مباشرة فى درب اللبانه كان سوبرنوڤا كبلر سنة 1604، و ظهر بعد وقت قصير من ظهور سوبرنوڤا تايكو سنة 1572، و الاتنين كان ممكن يتشافو بالعين المجردة . اتلقت بقايا سوبرنوڤا الأحدث، و تشير ملاحظات سوبرنوڤا فى المجرات التانيه أنها تحدث فى درب اللبانه بمعدل 3 مرات بالتقريب كل قرن. من شبه المؤكد أن سوبرنوڤا فى درب اللبانه ممكن ملاحظته عن طريق التلسكوبات الفلكية الحديثة. أحدث سوبرنوڤا بالعين المجردة كان SN 1987A ، اللى كان انفجار نجم أزرق عملاق فىسحابة ماجلان الكبيره، و هو قمر صناعى لمجرة درب اللبانه.
تشير الدراسات النظرية أن معظم سوبرنوڤا بتحصل بآليتين أساسيتين: إعادة الاشتعال المفاجئ للاندماج النووى فى قزم أبيض ، أو الانهيار المفاجئ للجاذبية فى قلب نجم ضخم.
سوبرنوڤا ممكن تقذف كتل شمسية من المواد بسرعات من سرعة الضوء . ده يسبب دفع موجة صدمية متوسعةإلوسط البينجمى المحيط، ده يسبب كنس غلاف متوسع من الغاز والغبار يُلاحظ على أنه بقايا سوبرنوڤا . سوبرنوڤا مصدر رئيسى للعناصر الموجودة فى الوسط النجمى من الأكسجين لالروبيديوم . ممكن لموجات الصدمة المتوسعة للسوبرنوڤا أن توصل لتكوين نجوم جديدة . سوبرنوڤا هيا المصدر الرئيسى للأشعة الكونية . و ممكن تنتج كمان موجات جاذبية ، رغم أنه لم يتم اكتشاف موجات الجاذبية لحد دلوقتى إلا من اندماج الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.
كلمة سوبرنوڤا ليها صيغة الجمع سوبرنوڤى /-viː/ أو سوبرنوڤا و غالب ما يتم اختصارها كـ SN أو SNe. من الكلمة اللاتينية نوفا ، اللى تعنى "جديد"، اللى تشير لنجم لامع جديد مؤقت. إضافة "super-" يميز السوبرنوڤا عن السوبرنوڤا العادية، اللى تكون أقل سطوع بكثير. كلمة سوبرنوڤا صاغها والتر بادى وفريتز زويكى ، اللى بدأو استخدامها فى محاضرات الفيزياء الفلكية سنة 1931. أول استخدام ليها فى مقال صحفى جه فى 1932 فى منشور بقلم كنوت لوندمارك ، اللى ممكن صاغها بشكل مستقل.
بالمقارنة مع تاريخ النجم بأكمله،المظهر المرئى للسوبرنوڤا يكون قصير جدًا، و يمتد ساعات لأشهر،علشان كده رصده بالعين المجردة هيا بالتقريب مرة واحدة فى العمر. جزء صغير بس من الـ 100 مليار نجم فى مجرة نموذجية عندها قدرة تكون سوبرنوڤا ، يقتصر ذلك على تلكاللى عندها كتلة عالية و أنواع نادرة من النجوم الثبعيدهاللى فيها أقزام بيضاء .
من الممكن أن يكون أول سوبرنوڤا مسجل، والمعروف باسم HB9، قد شاهده أشخاص مجهولون من عصور قبل التاريخ فى شبه القارة الهندية بعدين تم تسجيله على نحت صخري، حيث اتلقا عليه فى منطقة بورزاهاما فى كشمير ويرجع تاريخه ل4500± 1000 سنة. قبل الميلاد . و بعد كده ، تم توثيق SN 185 على ايد علما الفلك الصينيين سنة 185 بعد الميلاد. ألمع سوبرنوڤا مسجل كان SN 1006 ، اللى حدث سنة 1006 بعد الميلاد فى كوكبة الذئبة . و ممكن تم وصف ده الحدث على ايد مراقبين فى الصين واليابان والعراق و مصر و اوروبا. أنتج سوبرنوڤا SN 1054 الملاحظ على نطاق واسع سديم السرطان .
السوبرنوڤا SN 1572 و SN 1604 ، أحدث سوبرنوڤا عظمى فى درب اللبانه ممكن ملاحظتها بالعين المجردة، كان ليها تأثير ملحوظ على تطور علم الفلك فى اوروبا لأنها كانت تستخدم للجدل ضد فكرة أرسطو القائلة بأن الكون بعد القمر والكواكب كان موجود. ساكنة و مش متغيرة. ابتدا يوهانس كيبلر برصد السوبرنوڤا 1604 فى ذروته فى 17 اكتوبر 1604، و استمر فى تقدير سطوعه لحد تلاشى من رؤية العين المجردة بعد سنه. و كان ده هو السوبرنوڤا التانى اللى يتم ملاحظته فى جيل واحد، بعد ما لاحظ تايكو براهى السوبرنوڤا 1572 فى اللى ليها الكرسي.
فيه بعض الأدلة أن أصغر سوبرنوڤا مجري، G1.9+0.3 ، حدث فى أواخر القرن التسعتاشر، فى وقت أقرب بكتير من اللى ليها الكرسى A من حوالى سنة 1680. و لم تتم ملاحظة أى من السوبرنوڤا ساعتها . فى حالة G1.9+0.3، كان ممكن أن يؤدى الانقراض العالى الناتج عن الغبار على طول مستوى مجرة درب اللبانه لتعتيم الحدث بدرجة كافية لحد لا يلاحظه أحد. الوضع بالنسبة للCassiopeia A أقل وضوح ؛ تم الكشف عن أصداء ضوء الأشعة تحت الحمرا يدل على أنه ماكانش فى منطقة اللى ليها معدل انقراض مرتفع بشكل خاص.
مع تطور التلسكوب الفلكي، بقت مراقبة واكتشاف السوبرنوڤا الخافتة والبعيدة ممكنة. أول ملاحظة كانت لـ SN 1885A فى مجرة المرأة المسلسلة . تم اكتشاف السوبرنوڤا التانى ، SN 1895B ، فى NGC 5253 بعد عقد من الزمان. اتعمل الشغل المبكر على ما كان يُعتقد فى الأصل أنه مجرد فئة جديدة من السوبرنوڤا فى عشرينات القرن العشرين. كانت تسمى دى بشكل مختلف "نوفاى الطبقة العليا" أو "هاوبتنوفا" أو "السوبرنوڤا العملاقة". يُعتقد أن اسم "السوبرنوڤا " صاغه والتر بادى و زويكى فى محاضرات فى معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا فى سنة 1931. تم استخدامه، باعتباره "super-Novae"، فى ورقة بحث نشرها كنوت لوندمارك سنة 1933، و فى ورقة بحث كتبها بادى وزويكى سنة 1934. بحلول سنة 1938، مابقتش الواصلة مستخدمة و بقت الاسم الحديث supernova.
رودولف مينكوفسكى وفريتز زويكى طورو مخطط تصنيف السوبرنوڤا الحديث من سنة 1941. فى ستينات القرن العشرين، وجد علما الفلك أن الشدة القصوى للسوبرنوڤا ممكن استخدامها كشموع قياسية ، و بكده مؤشرات للمسافات الفلكية. بعض السوبرنوڤا البعيدةاللى لوحظت سنة 2003 بدت باهتة اكترو ده كان متوقعا. وده يدعم الرأى القائل بأن توسع الكون يتسارع . تم تطوير تقنيات لإعادة بناء أحداث السوبرنوڤا اللى مش ليها سجلات مكتوبة لرصدها. تم تحديد تاريخ السوبرنوڤا ذو الكرسى عن طريق أصداء الضوء الصادرة عن السدم ، فى الوقت نفسه تم تقدير عمر بقايا السوبرنوڤا RX J0852.0-4622 من قياسات درجة الحرارة وانبعاثات أشعة جاما من التحلل الإشعاعى للتيتانيوم . -44 .
سوبرنوڤا الاكتر لمعان تم تسجيله هو ASASSN-15lh ، على مسافة 3.82 جيجا ضوئية . تم اكتشافه لأول مرة فى يونيه 2015 ذروته عند 570 billion L ☉ ، و هو ضعف اللمعان البوليمرى لأى سوبرنوڤا معروف آخر. طبيعة سوبرنوڤا دى محل نقاش و تم اقتراح تفسيرات بديلة، زى اضطراب المد و الجزر للنجم بثقب أسود.
تم تسجيل SN 2013fs بعد 3 ساعات من حدث سوبرنوڤا فى 6 اكتوبر 2013، بIntermediate Palomar Transient Factory . يعد ده من أقدم السوبرنوڤا اللى تم اكتشافها بعد الانفجار، و هو الأقدم اللى تم الحصول على أطياف له، بدء من 6 ساعات بعد الانفجار الفعلي. و النجم فى مجرة حلزونية تسمى NGC 7610 ، 160 على بعد مليون سنة ضوئية فى كوكبة بيجاسوس.
تم اكتشاف السوبرنوڤا SN 2016gkg على ايد عالم الفلك الهاوى فيكتور بوسو من روزاريو ، الأرجنتين، فى 20 سبتمبر 2016. كانت دى المرة الأولى اللى يتم فيها ملاحظة "بداية الصدمة" الأولى من سوبرنوڤا بصري. تم التعرف على النجم السلف فى صور تلسكوب هابل الفضائى قبل انهياره. و أليكس فيليبنكو كتب إن "ملاحظات النجوم فى اللحظات الأولى اللى تبتدى فيها بالانفجار توفر معلومات مش ممكن الحصول عليها مباشرة بأى طريقة تانيه".
فى نهاية القرن العشرين، تحول علما الفلك بشكل متزايد للتلسكوبات و أجهزة CCDاللى يتم التحكم فيها بالكمبيوتر لصيد السوبرنوڤا . دى الأنظمة تاخد بشعبية عند الهواة، لكن هناك كمان تركيبات احترافية زى تلسكوب التصوير التلقائى كاتزمان . يستخدم مشروع نظام الإنذار المبكر للسوبرنوڤا (SNEWS) شبكة من أجهزة كشف النيوترينو لإعطاء إنذار مبكر حوالين حدوث سوبرنوڤا فى مجرة درب اللبانه. النيوترينوات هيا جسيمات يتم إنتاجها بكميات كبيرة بالسوبرنوڤا ، ولا يتم امتصاصها بشكل كبير بالغاز بين النجوم والغبار الموجود فى قرص المجرة.
تنقسم عمليات البحث عن السوبرنوڤا لفئتين: اللى تركز على الأحداث القريبة نسبى اللى تبحث عن مسافة أبعد. بسبب توسع الكون ، ممكن تقدير المسافة لجسم بعيد ذى طيف انبعاث معروف عن طريق قياس إزاحة دوبلر (أو الانزياح الأحمر )؛ فى المتوسط، تتراجع الأجسام البعيدة بسرعة اكبر من تلك القريبة، و بكده يكون ليها انزياح أحمر أعلى. و بكده ، ينقسم البحث بين انزياح أحمر مرتفع وانزياح أحمر منخفض، مع وقوع الحدود حوالين نطاق انزياح أحمر قدره z=0.1–0.3، حيث z هو مقياس بلا أبعاد لتحول تردد الطيف.
عادة تتضمن عمليات البحث عن الانزياح الأحمر العالى للسوبرنوڤا مراقبة منحنيات ضوء السوبرنوڤا . و دى مفيدة للشموع القياسية أو المعايرة لإنشاء مخططات هابل و إجراء تنبؤات كونية. يعد التحليل الطيفى للسوبرنوڤا ، المستخدم لدراسة فيزياء وبيئات السوبرنوڤا ، اكتر عملية عند الانزياح الأحمر المنخفض منه عند الانزياح الأحمر العالي. تعمل عمليات رصد الانزياح الأحمر المنخفض كمان على تثبيت نهاية المسافة المنخفضة لمنحنى هابل ، و هو رسم بيانى للمسافة مقابل الانزياح الأحمر للمجرات المرئية.
يتم الإبلاغ عن اكتشافات السوبرنوڤا لالمكتب المركزى للبرقيات الفلكية التبع لاتحاد الفلكى الدولى ، اللى يرسل تعميم يحمل الاسم اللى يخصصه علشان كده السوبرنوڤا . يتكون الاسم من البادئة SN ، متبوعة بسنة الاكتشاف، وملحقة بتسمية مكونة من حرف واحد أو حرفين. يتم تحديد السوبرنوڤا الـ 26 الأولى للسنه دى بحرف كبير من A لZ. بعد ذلك، يتم استخدام أزواج من الحروف الصغيرة: aa ، ab ، وهكذا. ومن ثم، على سبيل المثال، يشير السوبرنوڤا 2003C للسوبرنوڤا التالت اللى تم الإبلاغ عنه سنة 2003. السوبرنوڤا الأخير سنة 2005، SN 2005nc، كان رقم 367 (14 × 26 + 3 = 367). من سنة 2000، اكتشف علما الفلك المحترفين والهواة شوية مئات من السوبرنوڤا كل سنة (572 سنة 2007، و 261 سنة 2008، و 390 سنة 2009، و 231 سنة 2013).
معروفه السوبرنوڤا التاريخية ببساطة حسب سنة حدوثها: SN 185، SN 1006، SN 1054، SN 1572 (وتسمى Tycho's Nova ) وSN 1604 ( نجم كيبلر ). من سنة 1885، تم استخدام تدوين الحروف الإضافية، و لو تم اكتشاف سوبرنوڤا واحد بس فى السنه دى (على سبيل المثال، SN 1885A، SN 1907A، وما لذلك)؛ حدث ده آخر مرة مع SN 1947A. SN ، لـ SuperNova، هيا بادئة قياسية. لحد سنة 1987، نادر ما كان فيه حاجة لتسميات مكونة من حرفين؛ من سنة 1988، كان فيه حاجة ليها كل سنة . من سنة 2016، أدى العدد المتزايد من الاكتشافات بانتظام لالاستخدام الإضافى للتسميات المكونة من 3 أرقام.
ويصنف علما الفلك السوبرنوڤا وفقا لمنحنياتها الضوئية وخطوط امتصاص العناصر الكيميائية المختلفةاللى تظهر فى أطيافها . إذا كان طيف السوبرنوڤا فيه خطوط من الهيدروجين (المعروفة باسم سلسلة بالمر فى الجزء المرئى من الطيف) فإنه يصنف من النوع الثاني ؛ و إلا فهو من النوع الأول . و فى النوعين هناك تقسيمات فرعية حسب وجود خطوط من عناصر تانيه أو شكل منحنى الضوء (رسم بيانى للحجم الظاهرى للسوبرنوڤا كدالة للزمن).
تنقسم السوبرنوڤا من النوع الاولانى لأقسام فرعية على أساس أطيافها، حيث يُظهر النوع Ia خط امتصاص قوى للسيليكون المتأين . يتم تصنيف السوبرنوڤا من النوع الاولانى بدون الخط القوى ده على أنها من النوع Ib وIc، حيث يظهر النوع Ib خطوط هيليوم محايدة قوية والنوع Ic يفتقر ليها. منحنيات الضوء من السوبرنوڤا من النوع الاولانى كانت بتعتبر متشابهة لحد كبير، لدرجة مش ممكن معاها تقديم تمييزات مفيدة. رغم دراسة الاختلافات فى منحنيات الضوء، لسه التصنيف يتم على أسس طيفية بدل شكل منحنى الضوء.
يُظهر عدد صغير من السوبرنوڤا من النوع Ia سمات مش عادية، زى اللمعان مش القياسى أو منحنيات الضوء الموسعة، و فى العاده ما يتم تصنيفها عن طريق الإشارة لالمثال الأقدم اللى يظهر ميزات مماثلة. على سبيل المثال، فى الغالب يشار لSN 2008ha شبه المضيئة باسم SN 2002cx -like أو الفئة Ia-2002cx.
تُظهِر نسبة صغيرة من السوبرنوڤا من النوع Ic خطوط انبعاث واسعة اوى ومختلطة اللى تُؤخذ للإشارة لسرعات تمدد عالية اوى للمقذوفات. و ممكن تم تصنيفها على أنها من النوع Ic-BL أو Ic-bl.
السوبرنوڤا الغنية بالكالسيوم هيا نوع نادر من السوبرنوڤا السريعة اوى مع خطوط كالسيوم قوية بشكل مش عادى فى أطيافها. تشير النماذج لأنها تحدث لما تتراكم المادة من نجم مرافق غنى بالهيليوم بدل نجم غنى بالهيدروجين. بسبب خطوط الهيليوم فى أطيافها، ممكن تشبه السوبرنوڤا من النوع Ib، لكن يُعتقد أن ليها أسلاف مختلفة جدًا.
يمكن كمان تقسيم السوبرنوڤا من النوع التانى لأقسام فرعية بناء على أطيافها. معظم السوبرنوڤا من النوع التانى تظهر خطوط انبعاث واسعة اوى تشير لسرعات تمدد توصل لشوية آلاف من الكيلومترات فى التانيه ،بعضها، زى SN 2005gl ، له ميزات ضيقة نسبى فى أطيافها. وتسمى دى بالنوع IIn، يشير الحرف "n" ل"ضيق".
ويظهر ان بعض السوبرنوڤا ، زى SN 1987K و SN 1993J ، تغير أنواعها: فهى تظهر خطوط من الهيدروجين فى أوقات مبكرة، لكن على مدى فترة من أسابيع لأشهر، تهيمن عليها خطوط الهيليوم. بيستخدم المصطلح "النوع IIb" لوصف مجموعة الميزات المرتبطة فى العاده بالنوعين II وIb.
يتم تصنيف السوبرنوڤا من النوع التانى اللى ليها الأطياف العاديةاللى تهيمن عليها خطوط الهيدروجين العريضةاللى تبقى طول حياة الانخفاض على أساس منحنياتها الضوئية. يُظهر النوع الاكتر شيوع "هضبة" مميزة فى منحنى الضوء بعد وقت قصير من ذروة السطوع حيث يظل اللمعان البصرى ثابت نسبى لأشهر قبل استئناف الانخفاض. و تسمى النوع دى II-P فى إشارة لالهضبة. الأقل شيوع هيا السوبرنوڤا ية من النوع II-Lاللى تفتقر لهضبة مميزة. يشير الحرف "L" ل"خطي" رغم ان منحنى الضوء مش فى الواقع خط مستقيم.
يتم تصنيف السوبرنوڤا اللى لا تتناسب مع التصنيفات العادية على أنها غريبة، أو "pec".
حدد زويكى أنواع إضافية من السوبرنوڤا استناد لعدد قليل اوى من الأمثلةاللى لم تتوافق تمام مع المعلمات الخاصة بالسوبرنوڤا من النوع الاولانى أو النوع الثاني. كان SN 1961i الموجود فى NGC 4303 هو النموذج الأولى والعضو الوحيد فى فئة السوبرنوڤا من النوع التالت، المشهور بأقصى منحنى الضوء الواسع وخطوط الهيدروجين بالمر العريضةاللى كانت بطيئة فى التطور فى الطيف. كان SN 1961f فى NGC 3003 هو النموذج الأولى والعضو الوحيد فى فئة النوع الرابع، مع منحنى خفيف مشابه للسوبرنوڤا من النوع II-P، مع خطوط امتصاص الهيدروجين لكن خطوط انبعاث الهيدروجين ضعيفة. تمت صياغة فئة النوع V لـ SN 1961V فى NGC 1058 ، و هو سوبرنوڤا خافت مش عادى أو سوبرنوڤا محتال مع ارتفاع بطيء فى السطوع، ويدوم الحد الأقصى لعدة أشهر، وطيف انبعاث مش عادي. ولوحظ تشابه SN 1961V مع انفجار إيتا كاريناى العظيم. تم كمان اقتراح السوبرنوڤا فى M101 (1909) وM83 (1923 و 1957) على أنها سوبرنوڤا عظمى محتملة من النوع IV أو النوع V.
سيتم دلوقتى التعامل مع كل دى الأنواع على أنها سوبرنوڤا عظمى من النوع التانى (IIpec)، اللى تم اكتشاف الكتير من الأمثلة عليها، رغم أنه لسه جدل إذا كان SN 1961V سوبرنوڤا حقيقى بعد انفجار LBV أو محتال.
رموز نوع السوبرنوڤا ، فى الجدول، هيا تصنيفية : يعتمد رقم النوع على الضوء المرصود من السوبرنوڤا ، و مش بالضرورة سببه. على سبيل المثال، يتم إنتاج السوبرنوڤا من النوع Ia عن طريق الاندماج الجامح اللى يتم إشعاله على أسلاف الأقزام البيضاء المتحللة، فى حين يتم إنتاج السوبرنوڤا من النوع Ib/c المشابه طيفى من النجوم السلفية الضخمة المجردة عن طريق انهيار النواة.
قد يجمع النجم القزم الأبيض ما يكفى من المواد من رفيق نجمى لرفع درجة حرارته الأساسية بما يكفى لإشعال اندماج الكربون ، وعند دى النقطة يخضع للاندماج النووى الجامح ، ده يسبب تعطيله تمامًا. هناك 3 طرق ممكن من فىها نظرى حدوث ده الانفجار: التراكم المستقر للمواد من رفيق، أو صدام قزمين أبيضين، أو التراكم اللى يسبب اشتعال فى القشرةاللى توصل بعد كده لإشعال القلب. لسه الآلية السائدةاللى يتم من فىها إنتاج السوبرنوڤا من النوع Ia مش واضحة. رغم عدم اليقين بخصوص كيفية إنتاج السوبرنوڤا من النوع Ia،السوبرنوڤا من النوع Ia ليها خصائص موحدة اوى هيا شموع قياسية مفيدة على المسافات بين المجرات. بعض المعايرات مطلوبة للتعويض عن التغير التدريجى فى الخصائص أو الترددات المختلفة للسوبرنوڤا مش الطبيعية اللى ليها اللمعان عند الانزياح الأحمر العالي، وللتغيرات الصغيرة فى السطوعاللى يتم تحديدها بشكل منحنى الضوء أو الطيف.
فيه شوية وسايل ممكن من فىها أن يتشكل سوبرنوڤا من ده النوع، لكن تشترك فى آلية أساسية مشتركة. إذا قام قزم أبيض من الكربون والأكسجين بتراكم مادة كافية للوصول لحد شاندراسيخار اللى حوالى 1.44 كتلة شمسية (بالنسبة لنجم مش دوار)، فمش هايقدر يدعم الجزء الاكبر من كتلته عن طريق ضغط الانحلال الإلكترونى و ها يبتدى فى الانهيار. بس،الرأى الحالى هو أن ده الحد لا يتم بلوغه عادة؛ توصل زيادة درجة الحرارة والكثافة جوه النواة لإشعال اندماج الكربون مع اقتراب النجم من الحد الأقصى (ل حوالى 1٪) قبل بدء الانهيار. فى المقابل، بالنسبة للنواة المكونة أساس من الأكسجين والنيون والمغنيسيوم،القزم الأبيض المنهار هايشكل فى العاده نجم نيوترونى . فى دى الحالة، سيتم إخراج جزء بس من كتلة النجم وقت الانهيار.
فى ثوانى قليلة من عملية الانهيار، يخضع جزء كبير من المادة الموجودة فى القزم الأبيض للاندماج النووي، ده يسبب إطلاق ما يكفى من الطاقة ( 2× 10 44) . J ) لفك النجم فى السوبرنوڤا . ياتعمل موجة صدمية متوسعة للخارج، مع وصول المادة لسرعات تتراوح بين 5000-20000 كم/ثانية ، أو يقارب من 3٪ من سرعة الضوء. هناك كمان زيادة كبيرة فى اللمعان، وصل للقدر المطلق −19.3 (أو 5 اكتر سطوعا من الشمس بمليار مرة)، مع اختلاف بسيط.
نموذج تكوين الفئة دى من السوبرنوڤا هو نظام نجمى ثنائى قريب. اكبر النجمين هو أول نجم يتطور بره التسلسل الرئيسى ، ويتوسع علشان يشكل عملاق أحمر . يتشارك النجمان دلوقتى فى غلاف مشترك،و ده يتسبب فى تقلص مدارهما المتبادل. بعدين يتخلص النجم العملاق من معظم غلافه، ويفقد كتلته لحد لا يتمكن من مواصلة الاندماج النووى . عند دى النقطة، يبقا نجم قزم أبيض، يتكون بشكل أساسى من الكربون والأكسجين. فى النهاية، يتطور النجم الثانوى كمان من التسلسل الرئيسى علشان يشكل عملاق أحمر. تتراكم المادة الناتجة عن العملاق بالقزم الأبيض،و ده يتسبب فى زيادة كتلة الأخير. التفاصيل الدقيقة للبدء والعناصر الثقيلةاللى تم إنتاجها فى الحدث الكارثى لسه مش واضحة.
تنتج السوبرنوڤا من النوع Ia منحنى ضوئى مميز - الرسم البيانى للسطوع كدالة للوقت - بعد الحدث. ياتعمل ده اللمعان عن طريق التحلل الإشعاعى للنيكل -56 عبر الكوبالت -56 لالحديد -56. إن ذروة لمعان منحنى الضوء تكون متسقة اوى عبر السوبرنوڤا العادية من النوع Ia، حيث الحد الأقصى للقدر المطلق حوالى -19.3. وذلك علشان السوبرنوڤا النموذجية من النوع Ia تنشأ من نوع ثابت من النجوم السلف عن طريق اكتساب كتلة تدريجية، وتنفجر لما تكتسب كتلة نموذجية ثابتة، ده يسبب ظروف وسلوك سوبرنوڤا متشابهة جدًا. وده يسمح باستخدامها كشمعة ثانوية قياسية لقياس المسافة لالمجرات المضيفة لها.
يتضمن النموذج التانى لتكوين السوبرنوڤا من النوع Ia اندماج نجمين قزمين أبيضين، مع تجاوز الكتلة المجمعة حد شاندراسيخار للحظات. يُشار لده ساعات باسم نموذج الانحطاط المزدوج، النجمين أقزام بيضا منحلة. علشان التركيبات المحتملة للكتلة و التركيب الكيميائى للزوج، هناك اختلاف كبير فى النوع ده من الأحداث، و فى كتير من الحالات، ممكن مايكونش فيه سوبرنوڤا ، فيالحالة دى هايكون ضوءهم أقل إضاءة منحنى من نوع SN Ia الاكتر طبيعية.
السوبرنوڤا الساطعة تحدث بشكل مش طبيعى من النوع Ia لما تكون كتلة القزم الأبيض أعلى من حد شاندراسيخار، ومن المحتمل أن يتم تعزيزها بشكل اكبر بسبب عدم التماثل، لكن المادة المقذوفة هايكون ليها طاقة حركية أقل من العادية. ممكن أن يحصل سيناريو كتلة شاندراسيخار الفائقة، على سبيل المثال، لما تكون الكتلة الإضافية مدعومة بالدوران التفاضلى .
مافيش تصنيف فرعى رسمى للسوبرنوڤا مش القياسية من النوع Ia. تم اقتراح أن مجموعة من السوبرنوڤا شبه المضيئةاللى تحدث لما يتراكم الهيليوم على قزم أبيض لازم تصنيفها على أنها من النوع Iax . النوع ده من سوبرنوڤا قد لا يدمر دايما سلف القزم الأبيض تمام ويمكن أن يترك وراءه نجم زومبى .
ينشأ نوع محدد من سوبرنوڤا من انفجار الأقزام البيضاء، زى النوع Ia، ولكنه فيه خطوط هيدروجين فى أطيافها، ممكن علشان القزم الأبيض محاط بغلاف من مادة محيطية غنية بالهيدروجين. أُطلق على السوبرنوڤا دى أسماء من النوع Ia/IIIn ، والنوع Ian ، والنوع IIa ، والنوع IIan .
متوقع أن يبقا النجم الرباعى HD 74438 ، اللى ينتمى للمجموعة المفتوحة IC 2391 وكوكبة فيلا ، سوبرنوڤا مش قياسى من النوع Ia.
يمكن تتعرض النجوم الضخمة اوى لانهيار النواة لما يبقا الاندماج النووى مش قادر على الحفاظ على النواة ضد جاذبيتها؛ إن تجاوز دى العتبة هو سبب كل أنواع سوبرنوڤا باستمدح النوع Ia. و ممكن يتسبب الانهيار فى طرد عنيف للطبقات الخارجية للنجم ده يسبب حدوث سوبرنوڤا . بس، إذا كان إطلاق طاقة الجاذبية الكامنة مش كافٍ، فقد ينهار النجم بدل ذلك لثقب أسود أو نجم نيوترونى مع القليل من الطاقة المشعة.
يمكن أن يحصل الانهيار الأساسى بسبب شوية آليات مختلفة: تجاوز حد شاندراسيخار؛ التقاط الإلكترون ; عدم استقرار الزوج أو التحلل الضوئى .
الجدول الأسباب المعروفة لانهيار النواة فى النجوم الضخمة، و أنواع النجوماللى تحدث فيها، ونوع السوبرنوڤا المرتبط بها، والبقايا المنتجة. المعدنية هيا نسبة العناصر التانيه مش الهيدروجين أو الهيليوم، مقارنة بالشمس. الكتلة الأولية هيا كتلة النجم قبل حدث السوبرنوڤا ، معطاة بمضاعفات كتلة الشمس، رغم ان الكتلة فى وقت السوبرنوڤا ممكن تكون أقل بكثير.
السوبرنوڤا من النوع التانى مش مدرجة فى الجدول. ممكن إنتاجها عن طريق أنواع مختلفة من انهيار النواة فى نجوم سلفية مختلفة، ويمكن لحد عن طريق اشتعال القزم الأبيض من النوع Ia، رغم أنه يظهر ان معظمها هايكون من انهيار النواة الحديدية فى العمالقة الفائقة المضيئة أو العمالقة المفرطة (بما فيها LBVs). تحدث الخطوط الطيفية الضيقةاللى سميت بيها بسبب توسع السوبرنوڤا لسحابة صغيرة كثيفة من المواد المحيطة بالنجم. يظهر ان نسبة كبيرة من سوبرنوڤا المفترضة من النوع IIn هيا سوبرنوڤا محتالة، هيا انفجارات ضخمة لنجوم شبيهة بـ LBV مشابهة للثوران العظيم لإيتا كاريناى . فى دى الأحداث، تخلق المادة المقذوفة قبل كده من النجم خطوط امتصاص ضيقة وتسبب موجة صدمية عن طريق التفاعل مع المادة المقذوفة جديد.
لما لا يكون قلب النجم مدعوم ضد الجاذبية، فإنه ينهار على نفسه بسرعات توصل ل70.000 كم/ث (0.23 ج )، و ده اتسبب فى زيادة سريعة فى درجة الحرارة والكثافة. يعتمد ما يلى على كتلة وبنية النواة المنهارة، حيث تشكل النوى المتحللة منخفضة الكتلة نجوم نيوترونية، وتنهار النوى المتحللة اللى ليها الكتلة الأعلى تمام لثقوب سوداء، وتخضع النوى مش المتحللة للاندماج الجامح.
يتم تسريع الانهيار الأولى للنوى المتحللة عن طريق اضمحلال بيتا ، والتفكك الضوئي، و أسر الإلكترون،و ده يتسبب فى انفجار نيوترينوات الإلكترون . ومع زيادة الكثافة، ينقطع انبعاث النيوترينو لما تصبح محاصرة فى القلب. يوصل اللب الداخلى فى النهاية ل30 فى العاده كيلومترًا بكثافة مماثلة لكثافة نواة الذرة ، ويحاول ضغط الانحلال النيوترونى وقف الانهيار. إذا كانت الكتلة الأساسية اكتر من حوالى 15 كتلة شمسية،انحطاط النيوترونات مش كافٍ لوقف الانهيار ويتشكل ثقب أسود مباشرة دون وجود سوبرنوڤا .
فى النوى اللى ليها الكتلة المنخفضة، يتوقف الانهيار وتكون درجة حرارة قلب النيوترون المتكون جديد حوالى 100 درجة مليار كلفن ، أى 6000 مرة درجة حرارة قلب الشمس . عند درجة الحرارة هذه، تتشكل أزواج النيوترينو-النيوترينو المضاد بجميع النكهات بكفاءة عن طريق الانبعاث الحرارى . النيوترينوات الحرارية دى اكتر وفرة بكذا مره من النيوترينوات الكاتشارة للإلكترون. يتم تحويل حوالى جول، أى حوالى 10% من كتلة النجم الساكنة، لانفجار من النيوترينوات مدته عشر ثوانى، و هو الناتج الرئيسى للحدث. يرتد الانهيار المركزى المتوقف فجأة وينتج موجة صدمية تتوقف فى النواة الخارجية فى أجزاء من التانيه يتم فقدان الطاقة عن طريق تفكك العناصر الثقيلة.
تتساقط بعض المواد من الغلاف الخارجى على النجم النيوتروني، وبالنسبة للنوى اللى تتجاوز حوالى 8 م ، هناك تراجع كافٍ لتكوين ثقب أسود. سيؤدى ده التراجع لتقليل الطاقة الحركية الناتجة وكتلة المواد المشعة المطرودة، لكن فى بعض الحالات، قد يؤدى كمان لتوليد نفاثات نسبية توصل لانفجار أشعة جاما أو سوبرنوڤا مضيء بشكل استثنائي.
انهيار النواة الضخمة مش المتحللة هايسبب إشعال اندماج اكتر. لما يبتدى الانهيار الأساسى بسبب عدم الاستقرار الزوجى (تحول الفوتونات لأزواج إلكترون - بوزيترون ، و بكده تقليل ضغط الإشعاع) يبتدى اندماج الأكسجين و ممكن يتوقف الانهيار. للكتل الأساسية من 40–60 M ، يتوقف الانهيار و يظل النجم سليم، لكن الانهيار هايحصل تانى لما تتشكل نواة اكبر. للنوى من حوالى 60–130 م ، يكون اندماج الأكسجين والعناصر الأثقل نشيط اوى لدرجة أن النجم بأكمله يتعطل،و ده يتسبب فى حدوث سوبرنوڤا . فى الطرف العلوى من نطاق الكتلة، يكون السوبرنوڤا مضيء بشكل مش عادى وطويل العمر اوى بسبب وجود كتل شمسية كبيرة Ni. بالنسبة للكتل الأساسية الاكبر حجمًا، تصبح درجة الحرارة الأساسية مرتفعة بما يكفى للسماح بالتفكك الضوئى وينهار المركز تمام فى ثقب أسود.
النجوم اللى ليها الكتل الأولية أقل من حوالى 8 M لا تتطور أبدًا لنواة كبيرة بما يكفى للانهيار، و فى النهاية تفقد غلافها الجوى علشان تكون أقزام بيضاء. النجوم مع ما يقلش عن 9 م (يمكن يوصل ل12 M ) تتطور بطريقة معقدة، حيث تحرق العناصر الأثقل تدريجى عند درجات حرارة أعلى فى قلوبها. يبقا النجم على شكل طبقات زى البصلة، مع احتراق العناصراللى تندمج بسهولة اكبر فى الأصداف الاكبر. رغم وصفها شعبى بأنها بصلة اللى ليها نواة حديدية، لكن أسلاف السوبرنوڤا الأقل كتلة تحتوى بس على نوى أكسجين-نيون (- مغنيسيوم ). قد تشكل دى النجوم الفائقة AGB أغلبية السوبرنوڤا المنهارة الأساسية، رغم أنها أقل سطوع و بكده أقل شيوع من تلك الموجودة فى أسلافها الاكتر ضخامة.
تم فهرسة وتصنيف أعداد كبيرة من السوبرنوڤا لتوفير شموع المسافة ونماذج الاختبار. تختلف الخصائص المتوسطة لحد ما باختلاف المسافة ونوع المجرة المضيفة، لكن ممكن تحديدها على نطاق واسع لكل نوع من السوبرنوڤا .
ملحوظات:
فيه لغز طويل الأمد يحيط بالسوبرنوڤا من النوع التانى ، و هو السبب ورا تلقى الجسم المضغوط المتبقى سرعة كبيرة بعيد عن مركز الزلزال؛ لوحظ أن النجوم النابضة ، و بكده النجوم النيوترونية، ليها سرعات غريبة عالية، ومن المفترض أن تفعل الثقوب السوداء ذلك كمان ، رغم صعوبة مراقبتها بمعزل عن غيرها. ممكن أن يكون الدافع الأولى كبير ، حيث يدفع جسم اكبر من كتلة الشمس بسرعة 500 كم/ثانية أو اكبر. يشير ده لعدم تناسق التوسع، لكن الآلية اللى يتم من فىها نقل الزخم لالجسم المضغوط اعتبارًا من 2023 لغز. تشمل التفسيرات المقترحة لهذه الركلة الحمل الحرارى فى النجم المنهار، والقذف مش المتماثل للمادة وقت تكوين النجم النيوترونى ، وانبعاثات النيوترينو مش المتماثلة.
تم كمان تأكيد عدم التماثل الأولى فى السوبرنوڤا من النوع Ia عن طريق المراقبة. قد تعنى النتيجة دى أن اللمعان الأولى لده النوع من السوبرنوڤا بيعتمد على زاوية الرؤية. بس، يبقا التوسع اكتر تناسق مع مرور الوقت. ممكن اكتشاف عدم التماثل المبكر عن طريق قياس استقطاب الضوء المنبعث.
فيه فرق جوهرى بين توازن إنتاج الطاقة فى الأنواع المختلفة من السوبرنوڤا . فى انفجارات القزم الأبيض من النوع Ia، يتم توجيه معظم الطاقة لتخليق العناصر الثقيلة والطاقة الحركية للمقذوفات. فى السوبرنوڤا اللى تنهار فى جوهرها، يتم توجيه الغالبية العظمى من الطاقة لانبعاث النيوترينو ، وبينما يعمل بعض ده على ما يبدو على تعزيز التدمير المرصود، 99٪ + من النيوترينوات تهرب من النجم فى الدقائق القليلة الأولى بعد بداية الانهيار.
تستمد السوبرنوڤا من النوع Ia طاقتها من الاندماج النووى الجامح لقزم أبيض من الكربون والأكسجين. لسه تفاصيل علم الطاقة مش مفهومة بشكل كامل، لكن النتيجة هيا قذف كامل كتلة النجم الأصلى بطاقة حركية عالية. حوالى نصف الكتلة الشمسية من تلك الكتلة هيا Ni المتولدة من حرق السيليكون . Ni مشع ويتحلل ل Co ببيتا و الاضمحلال (مع نصف عمر ستة أيام) و أشعة جاما. يتحلل Co نفسه بمسار بيتا زائد ( بوزيترون ) بعمر نصف قدره 77 يوم ل Fe مستقر. هاتان العمليتان مسؤولتان عن الإشعاع الكهرومغناطيسى الصادر عن السوبرنوڤا من النوع Ia. وبالاشتراك مع الشفافية المتغيرة للمادة المقذوفة، فإنها تنتج منحنى الضوء المتناقص بسرعة.
تكون السوبرنوڤا اللى ليها الانهيار الأساسى فى المتوسط اكتر خفوت بصرى من السوبرنوڤا من النوع Ia، لكن إجمالى الطاقة المنطلقة أعلى بكثير، زى ما هو موضح فى الجدول التالي.
فى بعض السوبرنوڤا اللى تنهار فى قلب السوبرنوڤا ، يؤدى التراجع للثقب الأسود لدفع نفاثات نسبية قد تنتج انفجار نشط و اتجاهى قصير من أشعة غاما، كما تنقل طاقة إضافية كبيرة للمادة المقذوفة. يعد ده واحد من السيناريوهات لإنتاج سوبرنوڤا عالية السطوع ويُعتقد أنه السبب بعد السوبرنوڤا الفائقة من النوع Ic وانفجارات أشعة غاما طويلة الأمد. إذا كانت النفاثات النسبية قصيرة اوى وفشلت فى اختراق الغلاف النجمي، فقد يتم إنتاج انفجار أشعة غاما منخفض اللمعان و ممكن يكون السوبرنوڤا شبه مضيئ.
لما السوبرنوڤا تحصل جوه سحابة صغيرة كثيفة من المواد المحيطة بالنجم، فإنه سينتج موجة صدمية يمكنها بكفاءة تحويل جزء كبير من الطاقة الحركية لإشعاع كهرومغناطيسي. رغم ان الطاقة الأولية كانت طبيعية تمامًا، لكن السوبرنوڤا الناتج هايكون له لمعان عالى ومدة ممتدة لأنه لا بيعتمد على الاضمحلال الإشعاعى الأسي. قد يتسبب النوع ده من الأحداث فى حدوث هايبرنوفا من النوع IIn.
رغم أن السوبرنوڤا المزدوجة مش المستقرة هيا سوبرنوڤا من النوع Ia اللى ليها أطياف ومنحنيات ضوئية مشابهة للنوع II-P، الطبيعة بعد انهيار النواة تشبه لحد كبير تلك الخاصة بالسوبرنوڤا العملاقة من النوع Ia مع اندماج هارب للكربون والأكسجين والسيليكون. إجمالى الطاقة المنبعثة من الأحداث اللى ليها الكتلة الاكبر ممكن مقارنتها مع غيرها من السوبرنوڤا اللى انهارت فى مركزها، لكن يُعتقد أن إنتاج النيوترينو منخفض جدًا، و بكده الطاقة الحركية والكهرومغناطيسية المنبعثة عالية جدًا. نوى دى النجوم اكبر بكتير من أى قزم أبيض، ويمكن أن تكون كمية النيكل المشع والعناصر الثقيلة التانيه المقذوفة من قلوبها أعلى بكثير، و بكده لمعان بصرى عالي.
نوع تصنيف السوبرنوڤا يرتبط بنوع النجم وقت الانهيار. و يعتمد حدوث كل نوع من السوبرنوڤا على معدنية النجم السلف، حيث يؤثر ذلك على قوة الرياح النجمية و بكده معدل فقدان النجم لكتلته.
يتم إنتاج السوبرنوڤا من النوع Ia من النجوم القزمة البيضاء فى أنظمة النجوم الثبعيده وتحدث فى كل أنواع المجرات . توجد السوبرنوڤا اللى ليها الانهيار الأساسى بس فى المجرات اللى تمر بتكوين نجمى حالى أو حديث جدًا، لأنها تنتج عن نجوم ضخمة قصيرة العمر. توجد بشكل منتشر فى المجرات الحلزونية من النوع Sc، لكن توجد كمان فى دراعات المجرات الحلزونية التانيه و فى المجرات مش المنتظمة ، و بالخصوص المجرات النجمية .
يُفترض أن السوبرنوڤا من النوع Ib وIc قد نتجت عن انهيار قلب النجوم الضخمة اللى فقدت طبقتها الخارجية من الهيدروجين والهيليوم، إما عن طريق الرياح النجمية القوية أو انتقال الكتلة لرفيق. تحدث فى العاده فى مناطق تكوين النجوم الجديدة، هيا نادرة اوى فى المجرات الإهليلجية . تتمتع أسلاف السوبرنوڤا من النوع IIn كمان بمعدلات عالية لفقد الكتلة فى الفترة اللى سبقت انفجاراتها مباشرة. و ممكن لوحظ أن السوبرنوڤا من النوع Ic تحدث فى المناطق الغنية بالمعادن و عندهامعدلات تكوين نجوم أعلى من المتوسط بالنسبة للمجرات المضيفة لها. يُظهر الجدول السلف للأنواع الرئيسية من السوبرنوڤا اللى ليها الانهيار الأساسي، والنسب التقريبية اللى تم ملاحظتها فى الحى المحلي.
فيه عدد من الصعوبات فى التوفيق بين التطور النجمى النموذجى والمرصود اللى يوصل لانهيار السوبرنوڤا . العمالقة الحمراء الفائقة هيا أسلاف الغالبية العظمى من السوبرنوڤا اللى تنهار فى قلبها، و ممكن تمت ملاحظتها لكن بس عند كتل و إضاءة منخفضة نسبى، أقل من حوالى 18 . و 100,000 ل ، على التوالي. لم يتم اكتشاف معظم أسلاف السوبرنوڤا من النوع التانى و لازم أن تكون اكتر خفوت لحد كبير، ويفترض أنها أقل كتلة. و ممكن تمت الإشارة لده التناقض باسم مشكلة العملاق الأحمر الفائق . تم وصفه لأول مرة سنة 2009 على ايد ستيفن سمارت، اللى صاغ المصطلح ده كمان . بعد إجراء بحث محدود الحجم عن السوبرنوڤا ، سمارت و ناس تانيه . وجد أن حدود الكتلة الدنيا والعليا لتكوين السوبرنوڤا من النوع II-P هيا 8.5+1 8.5 م و 16.5± 1.5 م على التوالي. يتوافق الاولانى مع حدود الكتلة العليا المتوقعة لتشكل أسلاف الأقزام البيضاء، لكن الأخير لا يتوافق مع أعداد النجوم الضخمة فى المجموعة المحلية. تم حساب الحد الأعلى للعمالقة الحمراء العملاقة اللى تنتج انفجار مرئى للسوبرنوڤا عند 19+4 19 م ☉ .
يُعتقد أن العمالقة الحمراء العملاقة اللى ليها الكتلة الاكبر لا تنفجر على شكل سوبرنوڤا، لكن بدل ذلك تتطور تانى نحو درجات حرارة أعلى. تم تأكيد الكتير من أسلاف السوبرنوڤا من النوع IIb، و كانت دى السوبرنوڤا العظمى K وG، و عملاق واحد A. العمالقة الصفرو الفائقة أو LBVs هيا أسلاف مقترحة للسوبرنوڤا من النوع IIb، و ممكن أظهرت كل السوبرنوڤا من النوع IIb بالتقريب بما يكفى لمراقبتها زى دى الأسلاف.
تشكل العمالقة الزرقاء نسبة عالية بشكل مش متوقع من أسلاف السوبرنوڤا المؤكدة، و سبب ده جزئى للمعانها العالى وسهولة اكتشافها، فى حين لم يتم التعرف بشكل واضح على أسلاف وولف-رايت. واجهت النماذج صعوبة فى إظهار كيف تفقد العمالقة الزرقاء الضخمة كتلة كافية للوصول لالسوبرنوڤا دون التقدم لمرحلة تطورية مختلفة. واحده من الدراسات أظهرت طريق محتمل لانهيار المتغيرات الزرقاء المضيئة اللى ليها الإضاءة المنخفضة بعد اللون الأحمر، على الأرجح على شكل سوبرنوڤا من النوع IIn. تم اكتشاف شوية أمثلة على أسلاف مضيئة ساخنة من السوبرنوڤا من النوع IIn: كان SN 2005gy و SN 2010jl نجمين مضيئين ضخمين على ما يبدو، لكن بعيدان جدًا؛ و SN 2009ip كان له سلف شديد الإضاءة من المحتمل أن يكون LBV، ولكنه سوبرنوڤا غريب لسه طبيعته الدقيقة محل نزاع.
لم تتم ملاحظة أسلاف السوبرنوڤا من النوع Ib/c ، و فى الغالب تكون القيود المفروضة على لمعانها المحتمل أقل من تلك الخاصة بنجوم WC المعروفة. نجوم WO نادرة اوى وباهتة بصرى نسبى، علشان كده صعب تحديد اذا كانت دى الأسلاف مفقودة أو لم تتم ملاحظتها بعد. لم يتم التعرف على الأسلاف المضيئة اوى بشكل آمن، رغم ملاحظة كتير من السوبرنوڤا بالقرب بما يكفى بحيث ممكن تصوير دى الأسلاف بوضوح. تُظهر النمذجة السكانية أن السوبرنوڤا من النوع Ib/c المرصودة ممكن تكاثرها بخليط من النجوم الضخمة المفردة والنجوم اللى ليها الغلاف المجرد من الأنظمة الثبعيده المتفاعلة. ممكن يكون النقص المستمر فى الكشف بشكل لا لبس فيه عن أسلاف السوبرنوڤا العادية من النوع Ib و Ic ناتج عن انهيار معظم النجوم الضخمة مباشرة لثقب أسود دون انفجار سوبرنوڤا . يتم بعد كده إنتاج معظم دى السوبرنوڤا من نجوم الهيليوم منخفضة الكتلة ومنخفضة اللمعان فى الأنظمة الثبعيده. ممكن يكون هناك عدد صغير من النجوم الضخمة اللى تدور بسرعة، اللى من المحتمل أن تتوافق مع أحداث النوع Ic-BL النشطة اوى والمرتبطة بانفجارات أشعة غاما طويلة الأمد.
تولد أحداث السوبرنوڤا عناصر أثقل منتشرة فى كل اماكن الوسط البينجمى المحيط. ممكن لموجة الصدمة المتوسعة من السوبرنوڤا أن توصل لتكوين النجوم. تتولد الأشعة الكونية المجرية من انفجارات السوبرنوڤا .
السوبرنوڤا مصدر رئيسى للعناصر الموجودة فى الوسط النجمى بدايه من الأكسجين وحتى الروبيديوم، رغم ان الوفرة النظرية للعناصر المنتجة أو المرئية فى الأطياف تختلف بشكل كبير اعتماد على أنواع السوبرنوڤا المختلفة. تنتج السوبرنوڤا من النوع Ia بشكل رئيسى عناصر السيليكون والحديد والمعادن زى النيكل والحديد. تقذف السوبرنوڤا اللى ليها الانهيار الأساسى كميات أقل بكتير من عناصر ذروة الحديد مقارنة بالسوبرنوڤا من النوع Ia، لكن تقذف كتل اكبر من عناصر ألفا الخفيفة زى الأكسجين والنيون، وعناصر أثقل من الزنك. وده الأخير ينطبق بشكل خاص على السوبرنوڤا اللى تلتقط الإلكترون. الجزء الاكبر من المواد المقذوفة بالسوبرنوڤا من النوع التانى هيا الهيدروجين والهيليوم. يتم إنتاج العناصر الثقيلة عن طريق: الاندماج النووى للنوى لحد س؛ إعادة ترتيب التفكك الضوئى للسيليكون وشبه التوازن وقت احتراق السيليكون للنوى بين Ar و Ni؛ والالتقاط السريع للنيوترونات ( عملية r ) وقت انهيار السوبرنوڤا للعناصر الأثقل من الحديد. تنتج عملية r نوى مش مستقرة اوى وغنية بالنيوترونات اللى تتحلل بسرعة بيتا لأشكال اكتر استقرار. فى السوبرنوڤا ، تكون تفاعلات العملية r مسؤولة عن حوالى نصف نظائر العناصر مش الحديد، رغم ان اندماجات النجوم النيوترونية ممكن تكون المصدر الفيزيائى الفلكى الرئيسى للكتير من دى العناصر.
فى الكون الحديث، تعتبر نجوم الفرع العملاق المقارب القديم (AGB) المصدر المهيمن للغبار الناتج عن عناصر العملية s والأكاسيد والكربون. بس، فى بداية الكون، قبل تشكل نجوم AGB، ممكن كانت السوبرنوڤا هيا المصدر الرئيسى للغبار.
تتكون بقايا الكتير من السوبرنوڤا من جسم مدمج وموجة صدمية سريعة التوسع من المواد. تكتسح دى السحابة من المواد الوسط النجمى المحيط فى مرحلة التوسع الحر، اللى ممكن أن تستمر لمدة توصل لقرنين من الزمان. تمر الموجة بعد كده تدريجى بفترة من التوسع الأدياباتى ، وسوف تبرد ببطء وتختلط مع الوسط النجمى المحيط بيها على مدى حوالى 10000 عام.
أنتج الانفجار الكبير الهيدروجين والهيليوم و آ ثار الليثيوم ، فى الوقت نفسه يتم تصنيع كل العناصر الأثقل فى النجوم والسوبرنوڤا والاصطدامات بين النجوم النيوترونية (و علشان كده سبب ده بشكل مش مباشر لالسوبرنوڤا ). تميل السوبرنوڤا لإثراء الوسط البينجمى المحيط بعناصر تانيه مش الهيدروجين والهيليوم، اللى فى العاده ما يشير ليها علما الفلك باسم "المعادن". تعمل دى العناصر المقذوفة فى الاخر على إثراء السحب الجزيئية اللى تشكل مواقع تكوين النجوم. و بكده ، كل جيل نجمى له تركيبة مختلفة قليلاً، بدايه من خليط نقى بالتقريب من الهيدروجين والهيليوم لتركيبة اكتر ثراء بالمعادن. السوبرنوڤا هيا الآلية السائدة لتوزيع دى العناصر الأثقل، اللى تتشكل فى النجم فى فترة الاندماج النووي. إن الوفرة المختلفة للعناصر فى المادة اللى تشكل النجم ليها تأثيرات مهمة على حياة النجم، و ممكن تؤثر على إمكانية وجود كواكب تدور حوله: تتشكل كواكب عملاقة اكتر حوالين نجوم اللى ليها معدنية أعلى.
يمكن للطاقة الحركية لبقايا السوبرنوڤا المتوسع أن توصل لتكوين النجوم عن طريق ضغط السحب الجزيئية الكثيفة القريبة فى الفضاء. ممكن أن توصل الزيادة فى الضغط المضطرب كمان لمنع تكوين النجوم إذا كانت السحابة مش قادرة على فقدان الطاقة الزائدة.
تظهر الأدلة المستمدة من المنتجات الوليدة للنظائر المشعة قصيرة العمر أن السوبرنوڤا القريب ساعد فى تحديد تكوين النظام الشمسى 4.5 من مليار سنة مضت، ويمكن تكون هيا اللى وصلت لتكوين ده النظام.
الانفجارات الراديوية السريعة (FRBs) هيا نبضات مكثفة وعابرة من موجات الراديواللى مابتدومش فى العاده اكتر من ميلى ثانية. تم اقتراح تفسيرات كتير للأحداث دى . تعتبر النجوم المغناطيسية اللى تنتجها السوبرنوڤا اللى ليها الانهيار الأساسى من المرشحين الرئيسيين.
يُعتقد أن بقايا السوبرنوڤا تعمل على تسريع جزء كبير من الأشعة الكونية الأولية المجرية، لكن ما اتلقاش دليل مباشر على إنتاج الأشعة الكونية إلا فى عدد صغير من البقايا. تم الكشف عن أشعة جاما الناتجة عن اضمحلال البيون من بقايا السوبرنوڤا IC 443 وW44. يتم إنتاجها لما تتسارع البروتونات من تأثير البقايا على المواد بين النجوم.
من المحتمل أن تكون السوبرنوڤا الأعظمية مصادر مجرية قوية لموجات الجاذبية ، لكن لم يتم اكتشاف أى منها لحد دلوقتى . إن أحداث موجات الجاذبية الوحيدةاللى تم اكتشافها لحد دلوقتى هيا من اندماج الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، هيا بقايا محتملة للسوبرنوڤا الأعظم. زى انبعاثات النيوترينو، متوقع أن توصل موجات الجاذبيةاللى ينتجها السوبرنوڤا المنهار فى قلبه دون تأخير يؤثر على الضوء. و بكده ، فإنها قد توفر معلومات حوالين عملية الانهيار الأساسياللى لا تتوفر بوسايل تانيه. معظم إشارات موجات الجاذبيةاللى تنبأت بيها نماذج السوبرنوڤا الأعظم تكون قصيرة المدة، وتدوم أقل من ثانية، و بكده يصعب اكتشافها. إن استخدام وصول إشارة النيوترينو قد يوفر محفز يمكنه تحديد النافذة الزمنيةاللى ممكن فىها البحث عن موجة الجاذبية،و ده يساعد على تمييز الأخيرة عن ضجيج الخلفية.
السوبرنوڤا القريب من الأرض هو سوبرنوڤا قريب بدرجة كافية من الأرض ليكون له تأثيرات ملحوظة على محيطه الحيوى . اعتماد على نوع و طاقة السوبرنوڤا ، ممكن أن يكون على بعد 3000 سنة ضوئية. سنة 1996، تم الافتراض بأن آثار السوبرنوڤا الأعظمية الماضية ممكن تكون قابلة للاكتشاف على الأرض فى شكل توقيعات نظائر معدنية فى طبقات الصخور . تم الإبلاغ بعدين عن تخصيب الحديد 60 فى صخور أعماق البحار بالمحيط الهادى . سنة 2009، اتلقا مستويات مرتفعة من أيونات النترات فى الجليد فى القطب الجنوبي، اللى تزامنت مع السوبرنوڤا الأعظم 1006 و 1054. ممكن تكون أشعة جاما الصادرة عن دى السوبرنوڤا الأعظمية قد عززت مستويات أكاسيد النيتروجين فى الغلاف الجوي، اللى بقت محاصرة فى الجليد.
يُعتقد أن السوبرنوڤا الأعظم من النوع Ia ممكن تكون الاكتر خطورة إذا حصلت قرب الأرض بدرجة كافية. علشان دى السوبرنوڤا الأعظمية تنشأ من نجوم قزمة بيضاء خافتة شائعة فى الأنظمة الثبعيده، فمن المحتمل أن تحدث سوبرنوڤا عظمى ممكن أن تؤثر على الأرض بشكل مش متوقع و فى نظام نجمى لم يتم دراسته كويس . أقرب مرشح معروف هو IK Pegasi ، على بعد حوالى 150 سنة ضوئية. حسب تقديرات سنة 2003، لازم يكون السوبرنوڤا من النوع التانى أقرب من 8 فرسخ فلكى (26 سنة ضوئية) لتدمير نصف طبقة الأوزون للأرض، ومافيش زى المرشح ده أقرب من حوالى 500 سنة ضوئية.
مرجح يكون السوبرنوڤا اللى بعد كده فى درب اللبانه قابل للاكتشاف و لو حدث فى الجانب البعيد من المجرة. من المحتمل أن يتم إنتاجه عن طريق انهيار عملاق أحمر مش ملحوظ، ومن المحتمل اوى أنه قد تم فهرسته بالفعل فى مسوحات الأشعة تحت الحمراء زى 2MASS . هناك احتمال ضئيل أن يتم إنتاج السوبرنوڤا اللى بعد كده للانهيار الأساسى بنوع مختلف من النجوم الضخمة زى العملاق الأصفر الفائق، أو المتغير الأزرق المضيء، أو وولف-رايت. تم حساب احتمالات أن يكون السوبرنوڤا اللى بعد كده من النوع Ia اللى ينتجه قزم أبيض بحوالى ثلث تلك الخاصة بسوبرنوڤا ينهار فى قلبه. ومرة تانيه، ينبغى أن يكون قابل للملاحظة مكان حدث، لكن من مش المرجح أن يتم ملاحظة السلف . مش معروف بالظبط كيف يبدو النظام السلفى من النوع Ia، وصعب اكتشافه بعد شوية فراسخ فلكية. يقدر إجمالى معدل السوبرنوڤا فى مجرة درب اللبانه بما يتراوح بين 2 و 12 فى كل قرن، رغم عدم ملاحظة واحد من فعلى من شوية قرون.
النوع الاكتر شيوع من السوبرنوڤا صاحبة الانهيار الأساسى هو النوع II-P، و أسلاف النوع ده هم العمالقة الحمراء الفائقة. صعب تحديد من العمالقة الفائقة هو فى المراحل النهائية من اندماج العناصر الثقيلة فى قلبها و أى منها بقى له ملايين السنين. تتخلى أضخم العمالقة الحمراء العملاقة عن غلافها الجوى وتتطور لنجوم وولف-رايت قبل ما تنهار قلوبها. تنتهى كل نجوم وولف-رايت حياتها من مرحلة وولف-رايت فى مليون سنة أو نحو ذلك، لكن مرة تانيه، صعب تحديد النجوم الأقرب لالانهيار الأساسي. واحده من الفئاتاللى من المتوقع ألا تمر باكتر من شوية آلاف من السنين قبل الانفجار هيا نجوم WO Wolf-Rayet، اللى معروف أنها استنفدت الهيليوم الأساسي. ثمانية منها بس معروفة، و 4 منها بس موجودة فى درب اللبانه.
تم تحديد عدد من النجوم القريبة أو المعروفة كمرشحين محتملين لانهيار سوبرنوڤا : العملاق الأحمر العملاق قلب العقرب ومنكب الجوزاء ؛ العملاق الأصفر العملاق Rho Cassiopeiae ؛ المتغير الأزرق المضيء Eta Carinae اللى أنتج بالفعل سوبرنوڤا محتال؛ والعنصر الاكتر سطوع هو نجم Wolf-Rayet، فى نظام Regor أو Gamma Velorum . و كسب البعض التانى سمعة سيئة، رغم أنه مش من المحتمل جدًا، يكونو أسلاف لانفجارات أشعة جاما؛ على سبيل المثال WR 104 .
تحديد المرشحين للسوبرنوڤا من النوع Ia اكتر تخمين. أى ثنائى فيه قزم أبيض متراكم قد ينتج عنه سوبرنوڤا ، رغم ان الآلية الدقيقة والجدول الزمنى لا يزالان موضع نقاش. دى الأنظمة باهتة ويصعب التعرف عليها، لكن السوبرنوڤا والسوبرنوڤا المتكررة هيا أنظمة تعلن عن نفسها بسهولة. واحد من الأمثلة هو U Scorpii . أقرب سوبرنوڤا معروف من النوع Ia هو IK Pegasi (HR 8210)، و على مسافة 150 سنة ضوئية، لكن الملاحظات تشير لأنه قد يستغرق الأمر ما يوصل ل1.9 مليار سنة قبل ما يتمكن القزم الأبيض من تجميع الكتلة الحرجة المطلوبة. علشان يكون سوبرنوڤا من النوع Ia.
قالب:Supernovaeقالب:Star