Hipernovos (angl. Hypernovae) – tai vieni dramatiškiausių ir energingiausių įvykių kosmose. Jos apibūdinamos kaip hipotetiniai itin didelės masės žvaigždžių, kurių masė viršija 100 Saulės masių (MS), sprogimai.
Šio katastrofiško proceso metu žvaigždė ne tik nustoja egzistuoti, bet ir kolapsuoja į juodąją bedugnę, į aplinką išspinduliuodama neįtikėtiną kiekį energijos, šimtus kartų viršijantį įprastos supernovos galią.
Hipernovos mechanizmas: nuo kolapso iki juodosios bedugnės
Skirtingai nei įprastų supernovų atveju, hipernovos procesas vyksta tik pačiose masyviausiose žvaigždėse. Kai tokia milžiniška žvaigždė išnaudoja savo branduolinį kurą, jos šerdis nebegali atlaikyti gravitacinio slėgio ir akimirksniu susitraukia.
Pagrindinės hipernovos sprogimo charakteristikos:
- Žvaigždės kolapsas: Branduolys susitraukia tiesiai į juodąją bedugnę, aplenkdamas neutroninės žvaigždės stadiją.
- Sluoksnių išmetimas: Išoriniai žvaigždės sluoksniai yra bloškiami į tarpgalaktinę erdvę neįtikėtinu greičiu, siekiančiu kelis šimtus tūkstančių kilometrų per sekundę.
- Energijos srautai: Aplink besiformuojančią juodąją bedugnę susidaro akrecinis diskas, iš kurio paleidžiamos galingos plazmos čiurkšlės (angl. jets).
Ryšys su gama spindulių žybsniais
Mokslininkai hipernovų fenomeną naudoja kaip pagrindinį paaiškinimą iš tolimos Visatos sklindantiems gama spindulių žybsniams (angl. Gamma-Ray Bursts – GRB).
Tai patys ryškiausi elektromagnetiniai įvykiai, fiksuojami kosmose, kurių metu per kelias sekundes išsiskiria tiek energijos, kiek Saulė išspinduliuotų per visą savo 10 milijardų metų gyvenimą.
Manoma, kad jei hipernovos ašis yra nukreipta tiesiai į Žemę, mes fiksuojame ilgalaikį gama spindulių žybsnį. Kadangi šie įvykiai matomi iš neįtikėtinų nuotolių, jie padeda astronomams tyrinėti ankstyvąją Visatą ir pirmąsias žvaigždžių kartas, kurios buvo gerokai masyvesnės už dabartines.
Hipernovų reikšmė elementų sintezei
Hipernovos yra ne tik naikinanti jėga, bet ir cheminių elementų „kalvė“. Dėl ekstremalios temperatūros ir slėgio sprogimo metu vyksta intensyvi branduolių sintezė.
Skaičiuojama, kad viena hipernova į kosmosą išmeta milžiniškus kiekius sunkiųjų elementų, kurie vėliau tampa naujų žvaigždžių, planetų ir net gyvybės pagrindu.
Pavyzdžiui, didelė dalis Visatoje esančių sunkiųjų metalų galėjo susidaryti būtent tokių sprogimų metu. Hipernovų tyrimai leidžia suprasti, kaip Visata iš paprastų vandenilio ir helio dujų tapo chemiškai turtinga ir sudėtinga vieta.
Kodėl hipernovos vadinamos hipotetinėmis?
Nors egzistuoja svarūs netiesioginiai įrodymai ir stebėjimų duomenys, tiesiogiai stebėti patį hipernovos mechanizmą „iš vidaus“ yra itin sudėtinga. Jos vyksta labai tolimose galaktikose, o procesas trunka akimirką.
Visgi, modernūs teleskopai kasmet fiksuoja vis daugiau kandidatų, kurie atitinka hipernovų modelius, todėl šis teorinis modelis tampa vis tvirtesne astrofizikos dalimi.
Kiekvienos užfiksuotos hipernovos leidžia mums geriau suprasti, kur yra fizikinė žvaigždžių masės riba ir kaip mirštančios milžinės formuoja galaktikų ateitį.
