ซุปเปอร์โนวาเป็นกิจกรรมที่มีพลังและมีพลวัตอย่างมากในจักรวาล สิ่งที่สว่างที่สุดที่เราเคยพบเห็นถูกค้นพบในปี 2558 และสว่างที่สุดเท่าที่ 570 พันล้านดวงอาทิตย์ ความส่องสว่างของพวกเขาหมายถึงความสำคัญของพวกเขาในจักรวาล พวกเขาสร้างองค์ประกอบที่หนักหน่วงซึ่งประกอบขึ้นเป็นผู้คนและดาวเคราะห์และคลื่นกระแทกของพวกมันก่อให้เกิดการก่อตัวดาวฤกษ์รุ่นต่อไป
มีซุปเปอร์โนวาประมาณ 3 แห่งทุกๆ 100 ร้อยปีในกาแลคซีทางช้างเผือก ตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์พบว่ามีซุปเปอร์โนวาเพียงหยิบมือเดียวเท่านั้น ซูเปอร์โนวาที่บันทึกไว้เร็วที่สุดนั้นถูกสำรวจโดยนักดาราศาสตร์จีนในปี ค.ศ. 185 ซูเปอร์โนวาที่มีชื่อเสียงที่สุดน่าจะเป็น SN 1054 (ซูเปอร์โนวาประวัติศาสตร์มีชื่อสำหรับปีที่พวกเขาสังเกตเห็น) ซึ่งสร้างเนบิวลาปู ตอนนี้ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์และหอดูดาวทั้งหมดของเราการสังเกตซุปเปอร์โนวานั้นเป็นเรื่องปกติ
แต่สิ่งหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ไม่เคยสังเกตคือช่วงแรกของซุปเปอร์โนวา สิ่งนี้เปลี่ยนไปในปี 2556 เมื่อโอกาสโรงงานอัตโนมัติระดับกลาง Palomar Transient (IPTF) ได้เห็นซูเปอร์โนวาอายุเพียง 3 ชั่วโมง
การสังเกตซุปเปอร์โนวาในช่วงสองสามชั่วโมงแรกนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งเพราะเราสามารถชี้ขอบเขตอื่น ๆ และรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดาวต้นกำเนิดของ SN ได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ตามรายงานที่ตีพิมพ์ที่ Nature Physics การสำรวจติดตามผลพบว่ามีความประหลาดใจ: SN 2013fs ถูกล้อมรอบด้วยวัสดุรอบตัว (CSM) ที่มันพุ่งออกมาในปีก่อนเหตุการณ์ซูเปอร์โนวา CSM ถูกปล่อยออกมาในอัตราที่สูงประมาณ 10 -³เท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปี จากรายงานระบุว่าความไม่แน่นอนประเภทนี้อาจเกิดขึ้นได้ทั่วไปในซุปเปอร์โนวา
SN 2013fs เป็นยักษ์ใหญ่สีแดง นักดาราศาสตร์ไม่คิดว่าดาวประเภทนั้นจะพุ่งออกมาก่อนที่จะไปซูเปอร์โนวา แต่การสำรวจติดตามด้วยกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าการระเบิดของซุปเปอร์โนวาเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มเมฆของวัตถุที่ถูกปล่อยออกมาโดยดาว สิ่งนี้มีความหมายอย่างไรสำหรับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวายังไม่ชัดเจน แต่อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกม
การจับภาพ SN 2013fs ที่มีอายุ 3 ชั่วโมงเป็นเหตุการณ์ที่โชคดีมาก IPTF คือการสำรวจท้องฟ้าโดยอัตโนมัติอย่างเต็มรูปแบบ เป็นระบบ 11 CCD ที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาว Palomar ในแคลิฟอร์เนีย ใช้เวลารับแสง 60 วินาทีที่ความถี่จาก 5 วันห่างกัน 90 วินาที นี่คือสิ่งที่ได้รับอนุญาตให้จับ SN 2013fs ในระยะแรก
ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวาเป็นส่วนผสมของทฤษฎีและข้อมูลที่สังเกตได้ เรารู้มากมายเกี่ยวกับวิธีที่พวกเขายุบทำไมพวกเขายุบและซูเปอร์โนวาประเภทใดมี แต่นี่เป็นจุดข้อมูลแรกของ SN ในชั่วโมงแรก ๆ
SN 2013fs อยู่ห่างออกไป 160 ล้านปีแสงในกาแลคซีกังหันแบบแขนหมุนที่เรียกว่า NGC7610 มันเป็นซุปเปอร์โนวาประเภท II ซึ่งหมายความว่ามันมีมวลอย่างน้อย 8 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา แต่ไม่ใหญ่กว่า 50 เท่า ซุปเปอร์โนวาประเภทที่ 2 นั้นพบมากที่แขนกังหันของกาแลคซี
ซุปเปอร์โนวาคือสถานะสุดท้ายของดาวบางดวงในจักรวาล แต่ไม่ใช่ดาวทั้งหมด มีเพียงดาวมวลสูงเท่านั้นที่สามารถกลายเป็นซุปเปอร์โนวาได้ ดวงอาทิตย์ของเรามีขนาดเล็กเกินไป
ดาวเปรียบเสมือนการทรงตัวแบบสมดุลระหว่างกองกำลังทั้งสอง: ฟิวชั่นและแรงโน้มถ่วง
เมื่อไฮโดรเจนถูกหลอมรวมเข้ากับฮีเลียมที่ใจกลางดาวมันจะสร้างแรงดันออกมาในรูปของโฟตอน นั่นคือสิ่งที่แสงและอบอุ่นโลกของเรา แต่แน่นอนว่าดาวมีขนาดใหญ่มาก และมวลทั้งหมดนั้นขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงซึ่งดึงมวลของดาวเข้าด้านใน ดังนั้นฟิวชั่นและแรงโน้มถ่วงที่สมดุลกันมากหรือน้อย สิ่งนี้เรียกว่าสมดุลของดาวฤกษ์ซึ่งเป็นสภาวะที่ดวงอาทิตย์ของเราอยู่และจะอยู่ในอีกหลายพันล้านปี
แต่ดาวจะคงอยู่ตลอดไปไม่เช่นนั้นไฮโดรเจนของพวกมันจะไม่ และเมื่อไฮโดรเจนหมดไปดาวก็จะเริ่มเปลี่ยนไป ในกรณีของดาวฤกษ์มวลสูงมันจะหลอมรวมองค์ประกอบที่หนักและหนักขึ้นจนกระทั่งมันหลอมเหล็กและนิกเกิลในแกนกลางของมัน ฟิวชั่นของเหล็กและนิกเกิลเป็นข้อ จำกัด ฟิวชั่นตามธรรมชาติในดาวและเมื่อมันมาถึงเหล็กและนิกเกิลฟิวชั่นฟิวชั่นหยุดฟิวชั่น ตอนนี้เรามีดาวฤกษ์ที่มีแกนกลางเฉื่อยของเหล็กและนิกเกิล
เมื่อฟิวชั่นหยุดลงภาวะสมดุลของดาวฤกษ์จะแตกสลายและแรงกดดันแรงโน้มถ่วงมหาศาลของมวลของดาวทำให้เกิดการยุบ การล่มสลายอย่างรวดเร็วนี้ทำให้แกนกลางร้อนอีกครั้งซึ่งจะหยุดการยุบตัวและทำให้เกิดคลื่นกระแทกขนาดใหญ่ภายนอก คลื่นกระแทกกระทบกับวัสดุที่เป็นตัวเอกด้านนอกและระเบิดออกสู่อวกาศ Voila ซูเปอร์โนวา
อุณหภูมิที่สูงมากของคลื่นกระแทกมีผลสำคัญอย่างหนึ่ง มันให้ความร้อนกับวัสดุที่เป็นตัวเอกนอกแกนกลางแม้ว่าจะสั้นมากซึ่งจะช่วยให้การหลอมรวมขององค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็ก สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมองค์ประกอบที่หนักมากอย่างยูเรเนียมจึงหายากกว่าธาตุที่เบากว่า มีเพียงดาวที่มีขนาดใหญ่พอที่จะไปสู่ซุปเปอร์โนวาเท่านั้นที่สามารถสร้างองค์ประกอบที่หนักที่สุดได้
โดยสรุปนั่นคือซูเปอร์โนวาประเภท II ซึ่งเป็นชนิดเดียวกันที่พบในปี 2013 เมื่อมันมีอายุเพียง 3 ชั่วโมง การค้นพบ CSM ที่ถูกปล่อยออกมาโดย SN 2013fs จะทำให้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับซูเปอร์โนวาเพิ่มขึ้นได้อย่างไร
ซุปเปอร์โนวาเป็นกิจกรรมที่เข้าใจได้ค่อนข้างดี แต่คำถามเหล่านี้ยังคงมีอยู่รอบตัวพวกเขา ไม่ว่าการสังเกตใหม่เหล่านี้ในช่วงแรกสุดของซุปเปอร์โนวาจะตอบคำถามของเราหรือเพียงแค่สร้างคำถามที่ไม่มีคำตอบมากขึ้น
