Vad händer när en supernova exploderat?

Vad händer efter att en supernova har exploderat? Bildas vita dvärgar och vad är i så fall det?

Frågan ställdes 2021-04-09.

Det finns två huvudtyper av supernovor som vi observerar: Kärnkollapssupernovor och detonerande vita dvärgar.

Vita dvärgstjärnor (slutstadiet i de allra flesta stjärnors utveckling) i dubbelstjärnsystem exploderar som kol-syre-fusionsbomber om de uppnår den så kallade Chandrasekharmassan (omkring 1,4 gånger solens massa) genom att smälta samman med eller genom att samla på sig materia från sin dubbelstjärnepartner. Det liknar vad som sker i en vätebomb fast det är främst kol och syre som ”fusionerar” till tyngre grundämnen. Hela den vita dvärgen splittras och nya grundämnen bildas i explosionen. (Det mesta av till exempel järnet här på jorden och i universum tros ha uppkommit i sådana explosioner). Sådana supernovor observeras ofta i avlägsna galaxer och ibland i vår egen. Dessa är de ljusstarkaste supernovor vi observerar.

Riktigt massiva stjärnor, med mer än omkring 10 gånger solens massa är ovanliga. De kan explodera när de byggt upp en oerhört tät kärna av grundämnen kring nickel och järn i det periodiska systemet och kärnan når en gräns. Trycket blir då så stort att den degenererade gasen inte kan motverka det utan kärnan börjar kollapsa och falla inåt. Då pressas atomkärnorna där inne ihop och slås sönder medan elektronerna förenar sig med protonerna och skapar en enda stor atomkärna av bara neutroner. Då tar kollapsen stopp och skickar en chockvåg tillbaks ut genom resten av stjärnan som börjat falla inåt. Skapandet av alla dessa neutroner ger också en enorm puls av så kallade neutriner (små svagt växelverkande partiklar) som hjälper chockvågen med att knuffa ut stjärnans yttre i rymden med oerhörda hastigheter. Detta observeras ofta i avlägsna galaxer (och sällan i vår egen). Dessa supernovor har till exempel skapat det mesta av det syre som finns på jorden och i universum. Resterna av detta är en kompakt rest (neutonstjärna eller ett svart hål) och mängder av gas som kastas ut med enorma hastigheter åt alla håll. Gasen innehåller mängder av nyskapade grundämnen som till exempel syre, magnesium och kisel samt många av de allra tyngsta grundämnena.

Frågan besvarades av Bengt Edvardsson, universitetslektor vid avdelningen astronomi och rymdfysik, institutionen för fysik och astronomi.