بزرگترین انفجارهای عالم چگونه رخ میدهند؟
انفجار بزرگ و مهیبی که در آخرین مراحل زندگی ستارههای پرجرم اتفاق میافتد یکی از سهمگینترین پدیدههای عالم است که آن را با عنوان انفجار ابرنواختری می‌شناسیم. انفجار قدرتمندی که ممکن است در جریان آن درخشش یک ستاره از درخشش کل کهکشان میزبان آن بیشتر شود و بسیاری از عناصر سنگین بر اثر آن تولید و یا پراکنده می‌شوند. عناصری همچون آهن که بخشی از بدن ما انسان‌ها را نیز شکل داده‌اند و در واقع نتیجه فعل‌وانفعالاتی هستند که در انفجارهای ابرنواختری و یا هسته ستارههای پرجرم رخ میدهند و پس از انفجارهای ابرنواختری در عالم پراکنده می‌شوند.
سابقه رصد ابرنواخترها به هزاران سال پیش بازمی‌گردد. رصدگران چینی در سال ۱۸۵ پس از میلاد ظهور ستاره‌ای جدید را ثبت کردند که هشت ماه در آسمان می‌درخشید. اکنون می‌دانیم این ستاره رمزآلود در واقع ابرنواختری در کهکشان راه شیری بوده که بقایای انفجار آن هنوز با کمک تلسکوپ‌های حرفه‌ای قابل مشاهده است.
بازمانده یک انفجار ابرنواختری دیگر که در سال ۱۰۵۴ میلادی ثبت شد نیز اکنون به راحتی حتی با تلسکوپ‌های کوچک آماتوری قابل مشاهده است. سحابی بازمانده این انفجار ابرنواختری خرچنگ یا M1 نام دارد و در صورت فلکی ثور یا گاو واقع شده است.
تصویر تلسکوپ فضایی هابل از سحابی خرچنگ. Credit: NASA, ESA and Allison Loll/Jeff Hester (Arizona State University) . Acknowledgement: Davide De Martin
آخرین ابرنواختری که در کهکشان راه شیری مشاهده شد را یوهانس کپلر در سال ۱۶۰۴ میلادی و پیش از اختراع تلسکوپ کشف کرد. در ادامه و با پیشرفت ابزارهای رصدی اخترشناسان توانستند انفجارهای ابرنواختری متعددی را در کهکشان‌های دور و نزدیک ثبت کنند و رصد و بررسی ابرنواخترها به یکی از بخش‌های مهم پژوهش‌های اخترشناسان تبدیل شد. در واقع یکی از مهم‌ترین اکتشافات نجومی چند دهه اخیر با کمک رصد ابرنواخترها ممکن شد. اخترشناسان در اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی با رصد ابرنواخترهای نوع اول به این نتیجه رسیدند که شتاب انبساط عالم تندشونده است و پس از آن بود که مفهومی به نام انرژی تاریک وارد دنیای کیهان‌شناسی شد.
برهم خوردن تعادل نیروها در هسته ستارههای پرجرم دلیل اصلی وقوع انفجار ابرنواختری است. تغییری که می‌تواند به دو روش مختلف ایجاد و باعث وقوع انفجار ابرنواختری شود.
ابرنواخترهای نوع اول در سامانه‌های ستاره‌ای دوتایی رخ میدهند. جایی که دو ستاره که حداقل یکی از آن‌ها کوتوله سفید است به دور یک‌دیگر می‌چرخند. در چنین شرایطی کوتوله سفید مواد ستاره دیگر را به خود جذب می‌کند و به مرور سنگین و سنگین‌تر می‌شود. تا جایی که در نهایت جرم کوتوله سفید به حدی می‌رسد که منجر به وقوع انفجار ابرنواختری می‌شود.
طرحی گرافیکی از یک سامانه ستاره‌ای دوتایی با حضور یک کوتوله سفید. جذب مواد ستاره همدم توسط کوتوله سفید در نهایت منجر به وقوع انفجار ابرنواختری می‌شود.
Credit: NASA
بیشینه درخشش حقیقی ابرنواخترهای نوع اول ثابت است. بنابراین با رصد آن‌ها و تعیین درخشش ظاهری‌شان می‌توان فاصله ابرنواختر و کهکشان میزبان آن را از زمین محاسبه کرد. به همین دلیل ابرنواخترهای نوع اول به شمع‌های استاندارد کیهانی معروف‌اند که با رصدشان می‌توان فاصله کهکشان‌های دوردست از زمین را محاسبه کرد. رصد ابرنواخترهای نوع اول اهمیت زیادی برای اخترشناسان دارد و در مطالعه مواردی همچون انرژی تاریک و تعیین سرعت انبساط عالم به دانشمندان کمک زیادی می‌کند.
انفجارهای ابرنواختری نوع دوم اما در پایان چرخه زندگی ستارههای پرجرم اتفاق میافتد. در مراحل پایانی زندگی ستارههای پرجرم سوخت ستاره به پایان می‌رسد و بخشی از جرم به سمت هسته سرازیر می‌شود. در نهایت هسته ستاره به قدری سنگین می‌شود که توان تحمل نیروی گرانش را از دست می‌دهد و ستاره با انفجار ابرنواختری به پایان زندگی خود می‌رسد. پس از انفجار ابرنواختری بقایای هسته به ستاره نوترونی یا سیاهچاله تبدیل می‌شود و لایه‌های بیرونی ستاره نیز سحابی بازمانده از انفجار را شکل میدهند.
در چند دهه اخیر و با مطالعه ابرنواخترها رمزورازهای مهمی از عالم برای‌مان برملا شده و اخترشناسان همچنان تلاش می‌کنند با کشف و مطالعه ابرنواخترها در کهکشان‌های دور و نزدیک دقت محاسبات‌شان را افزایش دهند. اما رویدادی که قرن‌ها در انتظار آن بوده‌ایم ظهور یک ابرنواختر در کهکشان راه شیری است. اتفاقی که در ۴۰۰ سال اخیر رخ نداده و نمی‌توان زمان دقیقی را برای آن تعیین کرد.
