Supernovaer og nebulaer: stjerners dramatiske slutt

Hva skjer når en stjerne dør? Svaret ligger i stjernetåker og supernovaer. En stjerne er ikke en evig lyskilde; den har en levetid. Stjernetåker er skyer av interstellart stoff som kan være rester etter døde stjerner, og de kan også fungere som områder hvor nye stjerner dannes. En supernova er en massiv eksplosjon som markerer slutten på en stjernes liv. I denne artikkelen kan du lære mer om hvordan disse fenomenene fungerer, og hvordan du kan observere dem.

Når massive stjerner dør, kan de etterlate seg rester som supernovarester, eller kjernen kan kollapse til en nøytronstjerne eller et sort hull. Ifølge Store norske leksikon er store molekylskyer hovedsete for stjernedanning og nesten alltid assosiert med stjernehoper bestående av varme, massive, unge stjerner.

Tåkelignende skyer av gass og stjernestøv

En stjernetåke er en sky av interstellart stoff som kan være lys eller mørk, ifølge Store norske leksikon. De kan ha mange former og fasonger, og de kan oppstå av ulike grunner, for eksempel som rester etter døde stjerner, ifølge Lille norske leksikon.

Store norske leksikon skiller overordnet mellom emisjonståker, refleksjonståker og mørke tåker, ifølge Store norske leksikon. Emisjonståker er skyer av gass som lyser ved fluorescens når atomene får energi i form av ultrafiolett stråling fra stjerner i nærheten. Et eksempel er Oriontåken, ifølge Store norske leksikon. Refleksjonståker reflekterer lys fra stjerner i nærheten, som for eksempel Iriståken (NGC 7023) som ligger cirka 1400 lysår fra Jorden, ifølge Store norske leksikon. Mørke tåker er tette skyer som skjermer for lyset fra stjernene bak dem, og de framstår som mørke flekker, ifølge Store norske leksikon.

Hvor nye stjerner blir født fra dødt stoff

Store molekylskyer er hovedsete for stjernedanning og er nesten alltid assosiert med stjernehoper bestående av varme, massive, unge stjerner, ifølge Store norske leksikon. Oriontåken er et område på cirka 30 lysår hvor det foregår dannelse av nye stjerner, og den befinner seg i en avstand av cirka 1500 lysår, ifølge Store norske leksikon. Tåken omgir den åpne stjernehopen Trapeshopen, der unge, varme stjerner sender ut ultrafiolett lys som ioniserer gassen og blåser vekk støvet, ifølge Store norske leksikon.

Når en stjerne har brukt opp sitt hydrogen, kan den ikke lenger lage energi gjennom fusjon, og den trekker seg sammen, ifølge Lille norske leksikon. Dette kan føre til en eksplosjon. Stjerner med stor masse ender ikke livet som hvite dvergstjerner, men kollapser i stedet til nøytronstjerner eller sorte hull, ifølge Store norske leksikon. Slik fortsetter kretsløpet av stjerners fødsel og død.

Når stjerner eksploderer med ufattelig kraft

Det skilles mellom to typer supernovaer: SN I og SN II, med underkategoriene SN Ia, Ib og Ic, ifølge Store norske leksikon. SN II knyttes til den eksplosive sluttfasen til massive stjerner på mer enn 40 ganger Solens masse, som kollapser og eksploderer, ifølge Store norske leksikon. SN Ia antas å være knyttet til eldre stjerner noe større enn Solen som mister masse og kollapser til hvite dvergstjerner. Hvis en hvit dvergstjerne får overført masse fra en kompanjong og vokser utover den kritiske grenseverdien på 1,44 solmasser, blir den ustabil og eksploderer, ifølge Store norske leksikon.

Under maksimum lysstyrke stråler SN I omkring tre ganger kraftigere enn SN II, ifølge Store norske leksikon. Lyskurvene til SN Ia når maksimum i løpet av et par uker, holder seg relativt konstant i én til to uker, og avtar deretter gradvis over noen måneder, ifølge Store norske leksikon. Ifølge Lille norske leksikon kan en supernova lyse 10 milliarder ganger sterkere enn Sola under eksplosjonen. Siden de fleste SN Ia har spesielt høy lysstyrke og stråler med nær samme lysstyrke, kan de brukes som en standard lyskilde for å beregne avstander, ifølge Store norske leksikon.

Hvite dverger: tette restprodukter av stjernedød

En hvit dvergstjerne er en liten og tett type stjerne som representerer et av de siste trinnene i utviklingshistorien for mange stjerner, ifølge Store norske leksikon. Mot slutten av livet har stjernen brukt opp alt kjernebrennstoff, og den gjennomgår en kollaps hvor deler blir kastet av som en planetarisk tåke. Kjernen fortsetter å kollapse til den når en tetthet på rundt 5 × 10^8 kilogram per kubikkmeter, og videre kollaps forhindres av elektrontrykket inni stjernen, ifølge Store norske leksikon. Stjernen produserer ikke lenger energi gjennom fusjon, men lever på rester av termisk energi. Etter mange milliarder år avkjøles den og blir til en usynlig svart dvergstjerne, ifølge Store norske leksikon.

En typisk hvit dvergstjerne har en masse tilsvarende Solens masse og en liten radius på størrelse med Jorden. Tettheten er over en million ganger vannets tetthet, og overflatetemperaturen er på over 10 000 grader kelvin, ifølge Store norske leksikon. Det finnes en øvre grense for massen, Chandrasekhars grense, på cirka 1,4 solmasser, ifølge Store norske leksikon. Stjerner med større masse ender i stedet som nøytronstjerner eller sorte hull, ifølge Store norske leksikon. En av de første hvite dvergstjernene som ble oppdaget, var ledsageren til stjernen Sirius, ifølge Store norske leksikon. Ifølge Lille norske leksikon er Sirius B den nærmeste kjente hvite dvergen, 8,6 lysår unna Jorden.

Tallene bak stjerners død

Stjernetåker og supernovaer regnes blant de vanligste og samtidig mest spektakulære fenomenene i universet. Her er noen tall som setter skalaen i perspektiv:

• I en galakse som Melkeveien skjer det omtrent én supernova i løpet av 100 år, ifølge Lille norske leksikon.
• Overflategravitasjonen på en hvit dvergstjerne er noen hundre tusen ganger så høy som på Jorden, ifølge Store norske leksikon.
• Sannsynligvis utgjør hvite dvergstjerner rundt 30 prosent av stjernene i det kosmiske nabolaget, ifølge Store norske leksikon.

Slik observerer du stjernetåker og stjernenes dødsscener fra Norge

Fra Norge er det gode muligheter til å observere stjernetåker og supernovarester, spesielt om vinteren når nattehimmelen er mørk. Du trenger ikke avansert utstyr for å begynne; Oriontåken er så vidt synlig med det blotte øye, ifølge Store norske leksikon. Med teleskop kan du se detaljer i tåken, som dekker et område større enn fullmånen, selv om den ser mindre ut fordi månen er lysere, ifølge Store norske leksikon. For best utsikt bør du finne et mørkt sted langt fra bylys.

Med teleskop kan du også observere supernovarester som Krabbetåken i stjernebildet Tyren, ifølge Store norske leksikon. Astronomiske foreninger arrangerer felles observasjonskvelder hvor du kan prøve utstyr og få veiledning. Vinterhalvåret er best egnet for observasjoner fra Norge, siden nettene er lengre og mørkere.

Ulike typer stjernetåker og deres karakteristikker

Stjernetåker klassifiseres ofte i flere typer etter deres sammensetning, temperatur og hvordan de interagerer med lyset. Her er de viktigste:

• Emisjonståker er skyer av gass som lyser ved fluorescens når atomene får energi i form av ultrafiolett stråling fra nærliggende stjerner. Et eksempel er Oriontåken, ifølge Store norske leksikon.
• Refleksjonståker reflekterer lys fra stjerner i nærheten. Iriståken (NGC 7023) er et eksempel som ligger cirka 1400 lysår fra Jorden, ifølge Store norske leksikon.
• Mørke tåker er tette skyer som skjermer for lyset fra stjernene bak dem, og de framstår som mørke flekker, ifølge Store norske leksikon.
• Planetariske tåker er ekspanderende skall av gass rundt røde kjempestjerner i et sent stadium av utviklingen, og de er emisjonståker, ifølge Store norske leksikon.
• Supernovarester er gass- og støvrester etter en supernovaeksplosjon, som for eksempel Krabbetåken og restene etter Keplers nova og Tycho Brahes nova, ifølge Store norske leksikon.
• Molekylskyer er svært kalde og tette skyer som hovedsakelig består av molekylært hydrogen, og store molekylskyer er hovedsete for stjernedanning, ifølge Store norske leksikon.

Nøytronstjerner og sorte hull: stjernedødens ytterste form

Når massive stjerner dør, kan de kollapse til nøytronstjerner eller sorte hull, ifølge Store norske leksikon. En nøytronstjerne er ekstremt tett. Pulsaren i Krabbetåken har like mye masse som Sola presset sammen til et område på størrelse med en liten by, ifølge Store norske leksikon. De aller tyngste stjernene ender som svarte hull, ifølge Lille norske leksikon. Sort hull er en annen skrivemåte for svart hull, ifølge Store norske leksikon.

Ekstreme tall fra stjernenes ytterpunkt

Når stjerner dør, oppstår noen av universets mest ekstreme fysiske tilstander. Disse tallene illustrerer hvor radikal stjernedød kan være:

• Den superluminøse supernovaen SN2015L strålte med en lysstyrke som svarte til 20 ganger Melkeveiens samlede utstråling, ifølge Store norske leksikon.
• Superluminous supernovaer kan oppnå 10–100 ganger høyere maksimal lysstyrke enn det som er typisk for SN Ia, ifølge Store norske leksikon.

Krabbetåken: en ekte supernova-rest

Krabbetåken er restene av en supernovaeksplosjon som skjedde i 1054, ifølge Store norske leksikon. Eksplosjonen ble observert av kinesiske astronomer, som merket seg en ny stjerne som var synlig på himmelen om dagen i omtrent en måned, ifølge Store norske leksikon. Tåken ligger omtrent 6500 lysår unna og har en utstrekning på omkring 10 lysår, ifølge Store norske leksikon.

I sentrum av Krabbetåken ligger en pulsar som roterer omtrent 30 ganger i sekundet, ifølge Store norske leksikon. Pulsaren sender ut stråling som ioniserer gassen i tåken, ifølge Store norske leksikon. Gassen beveger seg fortsatt utover med en hastighet på rundt 1500 km/s, ifølge Store norske leksikon. Med teleskop kan du observere Krabbetåken i stjernebildet Tyren.

Slik starter du din oppdagelse av stjernetåker og supernovaer

Hvis du vil utforske stjernetåker og supernovaer selv, finnes det flere konkrete steg du kan ta uten å bruke tusenvis på utstyr. Begynn med å finne en mørk plass langt fra bylys, og ta med teleskop eller kikkert. Øynene trenger tid til å venne seg til mørket, så vent gjerne en stund før du forventer å se detaljer. Besøk en astronomisk forening i ditt område; mange arrangerer felles observasjoner hvor du kan låne utstyr og få hjelp.

Start med enkle objekter som Oriontåken, som er så vidt synlig med det blotte øye og dekker et område større enn fullmånen, ifølge Store norske leksikon. Deretter kan du søke etter mer utfordrende mål som Krabbetåken, som er restene etter en supernova observert i 1054, ifølge Store norske leksikon. Dokumenter observasjonene dine med tegninger eller bilder, så kan du dele opplevelsen med andre.

Hva skjer med stjernedød i fremtiden?

Astronomer fortsetter å observere og katalogisere supernovaer og stjernetåker med stadig bedre utstyr. Nye oppdagelser gir mer kunnskap om hvordan stjerner dør, og hvordan restene etter dem påvirker rommet rundt.

Studier av hvite dvergstjerner, nøytronstjerner og sorte hull bidrar til å kartlegge universets utvikling. For den som er interessert i stjernedød, er det spennende å følge forskningen fremover.