Eine Supernova ist eine heftige Explosion, die in einigen Sternen als Entwicklungsstadium auftritt. Eine Supernova dauert einige Wochen bis Monate und kann während dieser Zeit mehr Energie freisetzen, als die Sonne in 10 Milliarden Jahren abgeben würde. Supernovae können ihre Wirtsgalaxien in den Schatten stellen. In einer Galaxie von der Größe der Milchstraße treten etwa alle XNUMX Jahre Supernovae auf.
Wenn eine Supernova 26 Lichtjahre von der Erde entfernt aufträte, würde sie die Hälfte unserer Ozonschicht wegblasen. Einige Paläontologen machen eine nahe gelegene Supernova für das Ordovizium-Silur-Aussterben verantwortlich, das vor etwa 444 Millionen Jahren stattfand und bei dem 60 % des Meereslebens starben. Die hellste Supernova der Menschheitsgeschichte wurde 1006 von Menschen in ganz Eurasien beobachtet, wobei die detailliertesten Aufzeichnungen aus China kamen. Mit einer Leuchtkraft zwischen einem Viertel und der Hälfte des Vollmonds war diese Supernova so hell, dass sie Schatten warf.
Supernovae treten auf zwei Arten auf, und sie werden entsprechend in Typen unterteilt – Supernovae vom Typ I und Supernovae vom Typ II.
Eine Supernova vom Typ I tritt auf, wenn ein Weißer Zwerg aus Kohlenstoff-Sauerstoff, ein erdgroßer Sternüberrest, der von Millionen von Jahren des Brennens von Wasserstoff und Helium übrig geblieben ist, genügend Masse ansammelt, um ihn über die Chandrasekhar-Grenze zu bringen, die 1.44 Sonnenmassen für einen Nicht- – rotierender Stern. Oberhalb dieser Grenze können sich die Elektronenhüllen der Atome des Zwergs nicht mehr abstoßen und der Stern kollabiert. Ein stellares Objekt, das etwa die Masse der Sonne in einem erdgleichen Raum enthält, wird noch kleiner, bis die notwendige Temperatur und Dichte für die Kohlenstoffzündung erreicht ist. Innerhalb weniger Sekunden verschmilzt ein Großteil des Kohlenstoffs im Stern zu Sauerstoff, Magnesium und Neon und setzt dabei Energie frei, die 1029 Megatonnen TNT entspricht. Dies reicht aus, um den Stern mit etwa 3% der Lichtgeschwindigkeit auseinander zu sprengen.
Eine Supernova vom Typ II wird auch als Kernkollaps-Supernova bezeichnet. Es passiert, wenn ein Überriesenstern mit über neun Sonnenmassen Elemente in seinem Kern bis hin zu Eisen verschmilzt, das keinen Nettoenergiegewinn mehr durch Fusion liefert. Ohne die Erzeugung von Nettoenergie kann keine nukleare Kettenreaktion ablaufen und ein Eisenkern baut sich auf, bis er die zuvor erwähnte Chandrasekhar-Grenze erreicht. An diesem Punkt kollabiert es zu einem Neutronenstern, einem Objekt, das die Masse einer Sonne enthält, in eine Fläche von etwa 30 km (18.6 Meilen) Durchmesser – die Größe einer Großstadt. Der Großteil des Sterns außerhalb des Kerns beginnt ebenfalls zu kollabieren, prallt jedoch gegen die superdichte Materie des Neutronensterns, wodurch alle verbleibenden leichten Kerne schnell verschmelzen und eine Explosion von ähnlichem Ausmaß wie eine Typ-I-Supernova erzeugt wird.
Da Supernovae vom Typ I eine relativ vorhersehbare Energiefreisetzung haben, werden sie manchmal als Standardkerzen in der Astronomie zur Entfernungsmessung verwendet. Da ihre absolute Helligkeit bekannt ist, kann die Beziehung zwischen absoluter und scheinbarer Helligkeit verwendet werden, um die Entfernung der Supernova zu bestimmen.