Supernovaer vs planetariske tåker: Slik dør stjerner

I milliarder år har stjerner blitt født, levd og dødd på ulike måter. Noen dødsfall er så kraftige og lysende at de kan ses fra store avstander, mens andre er stille og vakre tåker på nattehimmelen. Møtet mellom supernovaer og planetariske tåker avslører grunnleggende sannheter om hvor stjerner går når de dør. I denne artikkelen utforskes hvordan fenomenene oppstår, hva som får dem til å stråle så forskjellig, og hvordan de kan observeres.

Supernovaer er svært voldelige eksplosjoner. Under supernovaeksplosjonen kan stjernens luminositet øke til ti milliarder ganger Solens luminositet, ifølge Store norske leksikon. Planetariske tåker derimot dannes når en stjerne kaster av seg sine ytterste gasslag og etterlater seg en lysende gassky rundt en varm kjerne. Selv om begge fenomen oppstår fra døende stjerner, er de ulike i mekanisme og resultat. Å forstå disse to veiene stjerners liv ender, gir innblikk i universets fysikk og de prosesser som danner materie.

Supernovaers eksplosive kraft

En supernova er en svært voldelig hendelse i universet. Ifølge Store norske leksikon kan luminositeten øke til ti milliarder ganger Solens luminositet, og slike eksplosjoner er blant de mest lyssterke fenomenene som er kjent i rommet. Astronomer bruker dem som standard lyskilder for å måle avstander til fjerne galakser.

Det skilles mellom to hovedtyper supernovaer, SN I og SN II, med underkategoriene SN Ia, Ib og Ic. Typene skilles fra hverandre både ved dannelsesmåte og utseende, og man kan studere grunnstoffsammensetning og lyskurver for å skille dem, ifølge Store norske leksikon. SN Ia oppstår når en hvit dverg i et dobbeltstjernesystem mottar masse fra en betydelig mer massiv kompanjong og vokser utover den kritiske grenseverdien på 1,44 solmasser, slik at den eksploderer voldsomt, ifølge Store norske leksikon. SN II knyttes til massive stjerner som kollapser og eksploderer, og kan etterlate en nøytronstjerne, pulsar eller svart hull, ifølge Store norske leksikon.

Planetariske tåker: Himmelens kunstnere

Mens supernovaer er voldsomme, er planetariske tåker langsomme og elegiske fenomen. En planetarisk tåke dannes når en rød kjempestjerne med masse mellom 0,8 og 8 solmasser kaster av seg sine ytterste gasslag, ifølge Store norske leksikon. Det som blir igjen er stjernens kjerne, ofte en hvit dverg, omgitt av lysende gass som stråler i ulike farger.

Navnet «planetarisk tåke» er et historisk uhell. Ifølge Store norske leksikon sammenlignet den franske astronomen Antoine Darquier de Pellepoix Ringtåken med utseendet til en planet da han observerte den gjennom et teleskop, og William Herschel kalte senere disse tåkene for planetariske tåker. Navnet har derfor ingenting med planeter å gjøre. Ifølge Store norske leksikon varierer størrelsen sterkt, og den faktiske diameteren er vanligvis rundt 0,5 lysår. Med moderne teleskoper ser man at tåkene kan ha mange ulike former, blant annet symmetriske strukturer og bipolar utstrømming.

Slik oppstår supernovaene

En supernova av type Ia oppstår i et dobbeltstjernesystem. Ifølge Store norske leksikon får en hvit dverg overført masse fra sin kompanjong, noe som fører til at den vokser utover den kritiske grenseverdien på 1,44 solmasser. Dvergstjernen blir da ustabil og eksploderer voldsomt.

Tåkene fra SN Ia ekspanderer med hastigheter omkring 10 000 kilometer per sekund og mangler hydrogen og helium, ifølge Store norske leksikon. Eksplosjonen sprer materiale ut i verdensrommet.

Tall som gjør supernova praktisk

Ifølge Store norske leksikon kan luminositeten under en supernova øke til ti milliarder ganger Solens luminositet.

Fra tett stjerne til lysende tåke

Planetariske tåker dannes gjennom en gradvis prosess. Ifølge Store norske leksikon oppstår de for røde kjempestjerner med masse mellom 0,8 og 8 solmasser når disse kaster av seg sine ytterste gasslag. Stjernen mister mye masse, 10 % av Solens masse eller mer, og blir til en hvit dverg, ifølge Store norske leksikon.

Ifølge Store norske leksikon utvider gasskyen seg med omkring 36 000 km/t, og tåken kan eksistere i opp mot 100 000 år. I løpet av denne tiden blir materien spredt utover i det interstellare rom. Ifølge Wikipedia er det observert omkring 1500 slike tåker i Melkeveien, men man regner med at det er rundt 10 000 totalt.

Om skjønnhet og kraft i verdensrommet

Planetariske tåker representerer noe spesielt i astronomi: de er både stjerners sluttpunkt og visuelt bevis på hvor vakker fysikk kan være i kosmisk målestokk.

Observasjon fra Norge

For en amatørastronom i Norge er det mulig å observere planetariske tåker med teleskop. Ifølge Wikipedia ligger Ringtåken omkring 2300 lysår unna i stjernebildet Lyren. Ifølge Store norske leksikon er ingen planetariske tåker synlige med det blotte øye, men med teleskoper kan man se objekter som Ringtåken.

Historisk sett er kjente supernovaer i Melkeveien registrert i år 1054, 1572 og 1604, ifølge Wikipedia. Disse skapte henholdsvis Krabbetåken, og ble observert av Tycho Brahe og Johannes Kepler. Ifølge Lille norske leksikon skjer det omtrent én supernova per 100 år i en galakse som Melkeveien, og med teleskop har astronomer observert flere hundre supernovaer i andre galakser.

Energi og fysikk: Hva som driver fenomenene

Gravitasjonen er sentral i både supernovaer og planetariske tåker, men opererer på ulike måter. For planetariske tåker starter prosessen når en stjerne med masse mellom 0,8 og 8 solmasser går tom for hydrogenbrensel i kjernen, ifølge Store norske leksikon. Ifølge Wikipedia synker reaksjonstrykket i kjernen, kjernen trykkes sammen og temperaturen øker til mer enn 100 millioner kelvin, noe som blåser opp stjernen til en rød kjempestjerne. Etter hvert kaster stjernen av seg de ytre lagene, og den varme kjernen som blir igjen avgir ultrafiolett lys som ioniserer gassen.

For supernovaer knyttes type Ia til hvite dverger som mottar for mye masse. Ifølge Store norske leksikon ligger grenseverdien på 1,44 solmasser. Denne grensen er knyttet til astrofysikeren Subrahmanyan Chandrasekhar, som mottok Nobelprisen i fysikk i 1983 for arbeid med stjerners struktur og evolusjon. Type II-supernovaer oppstår når massive stjerner kollapser under sin egen gravitasjon, ifølge Store norske leksikon.

Tall som beskriver planetariske tåker

Ifølge Store norske leksikon har planetariske tåker vanligvis en diameter på rundt 0,5 lysår, gasskyen utvider seg med omkring 36 000 km/t, og tåken kan eksistere i opp mot 100 000 år. Ifølge Wikipedia er det observert omkring 1500 planetariske tåker i Melkeveien.

Typer og karakteristikk av disse fenomenene

Supernovaer og planetariske tåker har mange varianter som gjør dem distinkte og interessante for astronomer. Her er de viktigste typologiene og hva som skiller dem fra hverandre:

• Type Ia-supernova: Eksplosjon i et dobbeltstjernesystem hvor en hvit dverg mottar masse fra en kompanjong og vokser utover 1,44 solmasser, ifølge Store norske leksikon.
• Type II-supernova: Kollaps av massive stjerner som etterlater en nøytronstjerne, pulsar eller svart hull, ifølge Store norske leksikon.
• Runde planetariske tåker: Symmetriske strukturer som Ringtåken, ifølge Store norske leksikon.
• Bipolære planetariske tåker: Asymmetriske strukturer med to lysende lober, ifølge Store norske leksikon. Sommerfugltåken er et eksempel.
• Komplekse former: Planetariske tåker kan ha kompliserte strukturer på grunn av eksplosjon, rotasjon og magnetiske felter, ifølge Wikipedia.

Fra forsking til drøm

De er en påminnelse om hvor små menneskene er i et enormt og vakkert univers.

Norsk himmel og disse fenomenene

Norge er et godt sted for å observere nattehimmelen, særlig om vinteren når nettene er lange og mørke. Planetariske tåker som Ringtåken er synlige fra norske breddegrader gjennom teleskop, ifølge Store norske leksikon, som også opplyser at ingen planetariske tåker er synlige med det blotte øye.

Ifølge Wikipedia ble den første krediterte supernovaoppdagelsen fra Norge gjort av Odd Trondal i 1999.

For å se slike objekter trenger man mørk himmel og et teleskop. Lokale astronomiklubber kan være en god ressurs for å få tilgang til utstyr og veiledning.

Din guide til videre observasjon

Nå som leseren forstår supernovaer og planetariske tåker bedre, er det tid til å ta neste steg i det astronomiske eventyret. Hvis man eier en kikare eller et teleskop, kan man ta det med på neste klare natt og prøve å finne Ringtåken ved hjelp av stjernekart. Noter det som sees, som form og detaljnivå.

En god idé er å slutte seg til en lokal astronomiklubb eller besøke et planetarium. Der kan man møte andre entusiaster og få råd fra erfarne observatører. Det finnes også apper og nettsteder som viser stjernekart for den aktuelle lokasjonen og hjelper en med å finne planetariske tåker.