المستعر الأعظم او السوبر نوفا هو أكبر انفجار شهده الإنسان على الإطلاق من حيث شدة السطوع والقوة
هناك نوعان رئيسيان من السوبرنوفا وسنشرح هنا النوع المعروف لدى اغلب الناس
النوع الأكثر شيوعًا من المستعر الاعظم ، وهو ما يفكر فيه الناس عادةً عندما يفكرون في مستعر أعظم: نجم ينفجر بسبب الشيخوخة. تحدث السوبرنوفا من هذا النوع عندما ينفد وقود نجم كبير مما يؤدي به إلى الانهيار والانفجار السريع لكن يجب ان تكون كتلة هذا النجم اكبر من شمسنا ما بين ثمانية الى أربعين مرة.
غالبًا ما يشار إلى هذا النوع باسم سوبرنوفا “انهيار النواة” لأن هذا هو بالضبط ما يحدث ,ينهار قلب النجم فجأة في بضع ثوانٍ فقط على نفسه.
كيف تحدث هذه العملية
لمليارات السنين خلال عمر النجم فان الاندماج النووي – العملية التي يتم من خلالها تحويل الهيدروجين إلى هيليوم في باطن النجم ، تقوم بتحرير كميات هائلة من الطاقة ، وبالتالي تمكن النجم من ان ينير – يعمل على تحرير طاقة في قلب النجم تقوم بمعادلة قوة الجاذبية الخاصة بالنجم نفسة فهي عملية توازن ما بين الضغط الخارجي من النجم على مركزه بفعل الجاذبية يقابلها القوة المتحررة من الاندماج النووي في قلب النجم ,وطالما تم الحفاظ على الاندماج النووي في قلب النجم يبقى النجم في حالة توازن.
لكن النجوم تولد بكمية محدودة من وقود الهيدروجين و بعد مليارات السنين (حوالي 10 مليارات في حالة شمسنا ، على الرغم من أن شمسنا ليست ضخمة بما يكفي لإنتاج سوبر نوفا) ، تبدأ التغييرات في الحدوث مع نضوب الهيدروجين و بمجرد نفاذ الهيدروجين تمامًا من لب النجم يتوقف الاندماج النووي في اللب ولن يتبقى للنجم شيء ليحرقه. عند هذه النقطة لن يكون النجم قادرًا على الحفاظ على دفعه الخارجي ضد الجاذبية الجاذبة للداخل. فيبدأ النجم بالتقلص ببطء. وهذا الانكماش يعمل على جلب المزيد من الهيدروجين من مواقع بعيدة عن مركز النجم إلى المنطقة التي كانت تحتلها سابقاً النواة وهذا الهيدروجين كافي في الواقع لاستئناف الاندماج النووي حول النواة الداخلية للنجم.
الان هناك مبدا يقول على أنه في حالة انكماش قلب نجم فيجب أن تتمدد طبقاته الخارجية. لذلك يبدأ النجم في الانتفاخ والتوسع بشكل هائل عن حجمه الأصلي. أثناء القيام بذلك تبرد طبقاته الخارجية بعيدًا عن منطقة اندماج الهيدروجين في اللب و بمجرد أن تبرد درجة الحرارة بشكل كافٍ ، يصبح انتقال الحرارة بالحمل (انتقال الحرارة غن طريق سائل ماء مثلا او هواء يسمى انتقال الحراراة بالحمل ) بدلاً من انتقالها بالإشعاع هي الطريقة لتسخين الطبقات الخارجية للنجم ، ويتوقف النجم عن التمددويصبح النجم نسخة منتفخة وباردة ومن ثم محمرة من ذاته السابقة يسمى نجم أحمر عملاق.
عندما تصبح شمسنا عملاقًا أحمر في غضون 5 مليارات سنة ، ستتوسع لتستهلك وتدمر او تبتلع عطارد والزهرة وربما الأرض أيضًا. وهذا يعني أن قطر الشمس سيزداد بنحو 115 مرة وتزداد اضائتها بنحو 3000 مرة.
بالعودة الى النجم الذي تحول الى عملاق احمر فهو لا يزال لم يصل الى مرحلة السوبرنوفا فمع استمرار تقلص لب النجم ، ترتفع درجات الحرارة داخله إلى مستويات أعلى من ذي قبل لتصل إلى 100 مليون درجة مئوية. عند درجة الحرارة القصوى هذه وإذا كان النجم ضخمًا بدرجة كافية فيمكنه البدء في صهر العنصر التالي في الجدول الدوري وهو الهيليوم محولا اياه الى كربون ، ويبدأ الاندماج النووي مرة أخرى في قلب النجم و ترتفع درجات الحرارة أكثر حتى يتم استخدام الهيليوم ليبقى لدينا لب يتكون من الكربون والأكسجين
عملية استهلاك الهيليوم هذه هي ليست عملية سريعة , حيث ان النجم الذي يمتلك كتلة تعادل ثمانية اضعاف كتلة شمسنا من المحتمل انه يحتوي على كمية هيليوم تكفي لمدة 100 مليون عام
خلال كل ذلك الوقت تزداد درجة حرارة اللب ببطء وعندما تصل إلى 500 مليون درجة ، يكون الجو حارًا بدرجة كافية ليبدأ العنصر التالي في الاندماج. اندماج الكربون الذي ينتج الصوديوم والنيون والمغنيسيوم. يتم حرق كل هذه العناصر بدورها من قبل النجم و يستمر اللب في التسخين حيث يصل إلى 2 مليار درجة.
مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتشكل السيليكون اولا يليه الكبريت والأرجون والكالسيوم والكروم والمنغنيز والنيكل
يتم انصهار جميع هذه العناصر في طبقات متتالية وبينما يستمر قلب النجم بالانكماش يتحول النجم الى طبقات شبه البصلة وكل عنصر يتم تشكيله يكون اثقل _ يحتوي على عدد اكبر من البروتونات والنيوترونات والالكترونات- الى ان يتم اخيرا تشكيل عنصر لا يمكن صهره الا وهو الحديد
عند هذه النقطة قد تصل درجة الحرارة في قلب النجم إلى 3.5 مليار درجة مئوية ، وتتكون طبقاته من قلب حديدي كثيف محاط بطبقات من السيليكون والكبريت والأكسجين والكربون والهيليوم وقشرة خارجية من الهيدروجين. – للوصول إلى هذه المرحلة المتأخرة من حياته ربما كان النجم في طور العملاق الأحمر لمليار سنة- ونظرا لأنه لا يمكن حرق الحديد ولا حتى في درجات الحرارة هذه فقد وصل النجم فعليا إلى نهاية الطريق
بمجرد أن يتحول مركز اللب بالكامل إلى حديد يحدث حدث مفاجئ ومثير. الآن و مع عدم وجود ضغط باتجاه الخارج على الإطلاق ، ينهار اللب تمامًا على نفسه
يعتمد ما ينهار او يتحول اليه اللب على كتلة النجم. نجم ما بين ثمانية و 25 ضعف كتلة شمسنا سيشكل نجمًا نيوترونيًا ، في حين أن نوى النجوم الأكثر ضخامة أكثر من 25 مرة من شمسنا من المحتمل أن تنهار إلى ثقوب سوداء.
إن تأثير الانهيار النهائي للنواة – والذي ربما يستغرق ثانية واحدة أو نحو ذلك – هو إرسال موجة صدمة مباشرة إلى مركز النجم والتي ترتد بعد ذلك وتنتشر إلى الخارج عبر الطبقات الخارجية للنجم مما يؤدي إلى تباعدها تمامًا و يتم إطلاق كميات كبيرةمن الطاقة لدرجة انه يمكن رؤية الحدث الرائع الذي نعرفه على أنه انفجار سوبر نوفا عبر الكون
إن انفجار المستعر الأعظم هذا قادر على تكوين جميع العناصر الأثقل من الحديد فالآن هناك طاقة كافية لذلك لفترة وجيزة ، يمكن أن يكون النجم أكثر إشراقًا من بقية النجوم في مجرته مجتمعة معًا ، وهو وهج يدل على موت نجم قديم , سيبقى نجم نيوتروني أو ثقب أسود ، مرحلة جديدة تمامًا ونهائية في تطوره. بعد أسابيع أو حتى أشهر يتلاشى وهج المستعر الأعظم ببطء عن الأنظار وأخيراً يختفي تمامًا.
.
