miniatuur|De supernova 1994D in het lensvormige sterrenstelsel NGC 4526 Een supernova (SN) (meervoud: supernovae of supernova's; het meervoud supernovii wordt niet algemeen geaccepteerd) is het verschijnsel waarbij een ster op spectaculaire wijze explodeert. De uitbarsting is herkenbaar aan de 'enorme' hoeveelheid licht die hierbij wordt uitgestraald. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot meer dan een miljard zonnen. De sterkste supernovae worden hypernova genoemd.
Supernovae ontstaan via twee mogelijke mechanismen: ten eerste zijn ze het natuurlijke levenseinde van alle zware sterren (supernovae van de typen Ib, Ic en II); ten tweede kunnen witte dwergen in interagerende dubbelsterren zich ontwikkelen tot een supernova (type Ia). De chemische elementen met een atoomnummer groter dan dat van ijzer danken hun ontstaan aan supernovae door middel van neutronenvangst.
Kenmerken thumb|SN 2018gv met de lichtkromme thumb|Lichtkromme van supernova SN 1987A De naam supernova (de "super"-variant van een nova = nieuwe ster) wijst op het opvallendste kenmerk van een supernova: de grote helderheidstoename. Waar de ster voorheen zo zwak was dat zij niet of nauwelijks zichtbaar was, kan ze afhankelijk van de afstand tot de Aarde als supernova enige tijd de hemel domineren.
Dit spectaculaire verschijnsel is vrij zeldzaam. Over de afgelopen 2000 jaar zijn er in de Melkweg minder dan tien waargenomen: in de jaren 185, 386 (misschien), 393, 1006, 1054, 1181, 1572 en 1604. Er moeten er meer zijn geweest, want van sommige recente supernovae zijn in radiostraling de uitdijende restanten nog zichtbaar. Maar die zijn niet door mensen gezien, bijvoorbeeld doordat de supernova aan het oog werd onttrokken door donkere gaswolken, of doordat de telescoop nog niet was uitgevonden. Geschat wordt dat er in een sterrenstelsel als het onze gemiddeld één tot drie supernovae per eeuw optreden. miniatuur|Supernovarest van Keplers supernova Na een supernova kan van de ster een zogenoemde neutronenster overblijven: een klein, superzwaar lichaam, of als de massa daar groot genoeg voor was, een zwart gat, een lichaam zo zwaar en dicht dat zelfs licht niet kan ontsnappen aan zijn zwaartekracht. Neutronensterren kunnen worden waargenomen als pulsars. De lagen van de ster die bij de explosie worden afgestoten, worden na enkele jaren voor telescopen zichtbaar als een zich uitbreidende nevelvlek, de supernovarest. Een voorbeeld is de Krabnevel, die ontstaan is bij de SN 1054, een supernova die werd waargenomen in het jaar 1054. De eerste pulsar die geassocieerd werd met een supernovarest was de Vela-pulsar in 1968.
Supernovae zijn de bron bij uitstek van alle chemische elementen in het heelal zwaarder dan waterstof en helium. Bij de hoge temperaturen die kort vóór de supernova-explosie in de ster heersen, zijn allerlei kernreacties mogelijk, waarbij zelfs elementen worden gevormd die veel zwaarder zijn dan ijzer. Dit gebeurt door middel van het r-proces, het s-proces, en het p-proces. Supernova-explosies blazen deze elementen daarna de ruimte in. Dit zijn de elementen die, samen met voornamelijk waterstof, planeten en alles op Aarde – inclusief onszelf – maken.Imagine the Universe!, NASA
Helderheid en tijdsverloop Het opvallendste kenmerk van supernovae is hun grote helderheid: een supernova kan even helder zijn als het hele sterrenstelsel waarin ze zich voordoet. De maximale lichtsterkte van een supernova bedraagt ongeveer 1036 joule per seconde (absolute magnitude –19), wat 3 miljard maal zo helder is als onze zon. Deze helderheid blijft enkele weken bestaan, waarna ze geleidelijk afneemt. Na een half jaar is de helderheid tot ongeveer een honderdste van het maximum afgenomen (dat is dus nog altijd 30 miljoen maal die van de zon). De totale energie die vrijkomt in de vorm van straling bedraagt ongeveer 3×1042 joule. Dit is nog maar een fractie van de totale energie die bij de sterexplosie vrijkomt. De kinetische energie van het uitgestoten gas, dat met snelheden tot wordt weggeschoten, is nog eens dertig keer zo groot. De totaal hierbij vrijgemaakte energie, 1044 J, is gelijk aan de energie die de zon over een periode van 10 miljard jaar uitstraalt. Nog groter (3×1046 J) is de energie die met neutrino's de ster verlaat.
Als een supernova op de plaats van de zon zou uitbarsten, zou de aarde verdampen; een supernova op de plaats van Sirius (op 8,6 lichtjaar van de Aarde, dat is 8,1 × 1013 kilometer) zou meer licht geven dan de volle maan.
Naamgeving Ontdekkingen van supernovae worden gemeld aan het Central Bureau for Astronomical Telegrams van de Internationale Astronomische Unie, die een circulaire uitgeeft met de naam die toegekend is aan de supernovae.http://www.cbat.eps.harvard.edu/ De naam bevat de letters SN gevolgd door het jaar van de ontdekking en een, twee of drie (sinds 2016) letters. De eerste 26 supernovae van ieder jaar worden aangegeven door de hoofdletters A - Z. Daarna worden twee kleine letters gebruikt: aa, ab, enz. Dus, bijvoorbeeld SN 2003C geeft de derde supernova aan die ontdekt is in het jaar 2003. De laatste supernova van 2005 was SN 2005nc, de 367e supernova die ontdekt was in 2005. Sinds 2000 worden elk jaar honderden supernovae ontdekt. Voor historische supernovae tot 1884 gebruikte men slechts SN en het jaar van ontdekking (bijvoorbeeld SN 1006).
Ontdekkingsgeschiedenis De eerste melding van een supernova, SN 185, dateert van 7 december 185 en is afkomstig van een aantal Chinese astronomen in het Boek van de Late Han. De helderste waargenomen supernova was SN 1006, die in detail werd beschreven door Chinese en Arabische astronomen. De op veel plaatsen waargenomen supernova SN 1054 vormde de Krabnevel. thumb|Tekening van Tycho Brahe met de positie van SN 1572 (ster i) De supernovae SN 1572 en SN 1604, de laatste die met het blote oog konden worden waargenomen, hadden aanwijsbare effecten op de ontwikkeling van de astronomie in Europa, doordat zij werden gebruikt als argument tegen het Aristotelische idee dat het heelal voorbij de maan en de planeten statisch zou zijn.
Toch zijn de meeste supernovae pas laat door de astronomen ontdekt. Dat komt in de eerste plaats door hun zeldzaamheid: de laatste keer dat er een supernova in de Melkweg verscheen, was in 1604, nog vóór de uitvinding van de telescoop. In 1885 werd een supernova (SN 1885A) gezien in het Andromeda-melkwegstelsel (M31), maar pas in de jaren 1930 werd door het onderzoek van Edwin Hubble duidelijk hoe groot de afstand van M31 is, en dus hoe helder die nieuwe ster van 1885 moest zijn geweest. Pas vanaf die tijd kwam de naam supernova in gebruik (daarvoor werden ze als novae beschouwd).
In de jaren 60 deed Fritz Zwicky pioniersonderzoek op het gebied van supernovae. Zo ontwierp hij een indeling in typen (zie verderop). Zijn onderzoek werd bemoeilijkt door diverse factoren. Ten eerste de zeldzaamheid van supernovae: midden jaren 60 waren er minder dan driehonderd bekend. Ten tweede stonden al die supernovae op miljoenen lichtjaren afstand, ze leken daardoor erg zwak en het was moeilijk om hun spectra duidelijk te fotograferen. Vooral over de korte fase vóórdat de supernova zijn grootste helderheid bereikte, waren er weinig gegevens. En ten derde: als er al spectra waren, zagen die er heel vreemd uit, met wazige, brede lichte en donkere banden in plaats van normale spectraallijnen.
Vanaf de jaren 70 ontstonden de eerste berekende modellen van supernovae als ontploffende sterren, en de spectra werden verklaard als het licht van snel expanderende gasschillen. Sindsdien is het waarnemend en theoretisch onderzoek spectaculair uitgebouwd. Tegenwoordig worden jaarlijks circa driehonderd nieuwe supernovae ontdekt.
Enkele historische supernova's jaar (nummer) verscheen in(sterrenbeeld) grootsteschijnbarehelderheid afstand(lichtjaren) type opmerkingen ca. 445 miljoen jaar geleden Niet bekend (Helderder dan de zon met –26,74) 6000 Vermoedelijk geen van de bestaande types Deze hypothetische supernova zou gepaard gegaan zijn met een gammaflits die een massa-extinctie veroorzaakte. (Zie Laat-Ordovicische massa-extinctie) ca. 9000 v.Chr. Zeilen (Vel) –13 1600 II restant: Vela-pulsar 185 Centaurus (Cen) –8 4000-10 000 I 386 Schutter (Sgr) +1,5 >16 000 was misschien geen supernova maar een nova 393 Schorpioen (Sco) –0 34 000 1006 Wolf (Lup) –9 4000 I 1054 Stier (Tau) –6 6500 II restant is de Krabnevel, met pulsar (neutronenster) 1181 Cassiopeia (Cas) 0 8500 1572 Cassiopeia (Cas) –4,0 8000 I Ster van Tycho (SN 1572) 1604 Slangendrager (Oph) –3 14 000 I Ster van Kepler (SN 1604) ca. 1680 Cassiopeia (Cas) +5 9000 is indertijd niet opgevallen (was te zwak); restant is Cas A, de helderste radiobron aan de hemel buiten het zonnestelsel 1885A Andromeda (And) +7 2 400 000 Ipec eerste waargenomen extragalactische supernova (in een ander sterrenstelsel), in de Andromedanevel 1940B Hoofdhaar van Berenice (Com) +12,8 38 000 000 II-P extragalactisch: in sterrenstelsel NGC 4725; eerst ontdekte supernova van type II 1983N Waterslang (Hya) +11,8 15 000 000 Ib extragalactisch: in sterrenstelsel M83; eerst ontdekte type Ib supernova 1986J Andromeda (And) +18,4 30 000 000 IIn extragalactisch: in sterrenstelsel NGC 891; helder in radiostraling 1987A Goudvis (Dor) +2,9 160 000 IIpec in de Grote Magelhaense Wolk; straling bereikte de aarde op 23 februari 1987, 7:35:35 u UT; intensief waargenomen. Deze supernova was vooral interessant doordat men de ster op oude foto's kon terugvinden. 1993J Grote Beer (UMa) +10,8 11 000 000 IIb extragalactisch: in sterrenstelsel M81 2006gy Perseus (Per) +14,2 240 000 000 IIn (*) Extragalactisch in NGC 1260, sterkste supernova tot dan toe waargenomen door NASA*met een piek van 70 dagen mogelijk een nieuw type, veroorzaakt door een bijzonder zware ster met een massa van ongeveer 150 keer die van de zon
Recente opmerkelijke supernovae Supernova 1987A miniatuur|Supernova 1987A De meeste supernovae zien we in andere sterrenstelsels, op miljoenen lichtjaren afstand. Doordat een supernova zo helder is, is zij ook in een verafgelegen stelsel goed zichtbaar. De opvallendste supernova in de recente geschiedenis vond plaats in 1987 en draagt de naam SN 1987A. De ster die explodeerde bevond zich in de Grote Magelhaense Wolk op ongeveer 160 000 lichtjaar afstand. Voor het eerst had men de mogelijkheid de ster op oude foto's op te zoeken. De ster die ontplofte was waarschijnlijk Sanduleak –69°202, een blauwwitte reuzenster (middellijn 40 maal die van de zon, spectraalklasse B3, oppervlaktemperatuur 16 000 kelvin), die tevoren een schijnbare magnitude van 12,2 had. Op haar maximum bereikte de supernova een schijnbare helderheid van 2,9, waarmee ze op het zuidelijke halfrond met het blote oog goed te zien was. Ook zijn er neutrino's afkomstig van deze explosie gedetecteerd.
Van de erfenis van deze supernova zijn foto's beschikbaar die gemaakt zijn door ruimtetelescoop Hubble.
SN 2006gy thumb|SN 2006gy in NGC 1260 Amerikaanse wetenschappers van de NASA hebben op 8 mei 2007 in Washington bij de aankondiging van SN 2006gy beelden laten zien van Eta Carinae, een ster die een vergelijkbare massa heeft als de veroorzaker van SN 2006GY en die binnen niet al te lange tijd (op astronomische schaal) een vergelijkbare supernova zal kunnen veroorzaken. Eta Carinae staat op 8000 lichtjaar, in vergelijking met de 240 miljoen lichtjaar van SN 2006GY dus veel dichterbij. Als Eta Carinae zou exploderen, is er volgens de wetenschappers geen gevaar voor de aarde, maar je zou midden in de nacht een boek kunnen lezen.
SN 2007ck & 2007co thumb|SN 2007ck & 2007co