Een supernova (meervoud : supernovae) is het verschijnsel waarbij een ster op spectaculaire wijze explodeert: een supernova-uitbarsting is herkenbaar aan de enorme hoeveelheid licht die erbij wordt uitgestraald. De explosie is enorm. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot meer dan een miljard zonnen. Supernovae ontstaan via twee mechanismen: ten eerste zijn ze het natuurlijk levenseinde van alle zware sterren; ten tweede kunnen witte dwergen in nauwe dubbelsterren zich ontwikkelen tot een supernova.
Kenmerken
In het centrum is een neutronenster of pulsar aanwezig die 30 maal per seconde om zijn as draait en 30 keer per seconde radiopulsen uitzendt. De naam "supernova" (de "super"variant van een nova = nieuwe ster) wijst op het opvallendste kenmerk van een supernova, zijn grote helderheidstoename. Waar de ster voorheen zo zwak was dat hij niet of nauwelijks zichtbaar was, domineert hij als supernova de hemel. Dit spectaculaire verschijnsel is vrij zeldzaam. Over de afgelopen 2000 jaar zijn er in ons eigen melkwegstelsel 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 werden 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 melkwegstelsel als het onze gemiddeld één tot drie supernovae per eeuw optreden.
Na een supernova kan er van de ster een zogenaamde neutronenster overblijven, een klein, superzwaar lichaam, of als de massa daar groot genoeg voor was, een zwart gat, een lichaam zo zwaar dat zelfs licht niet kan ontsnappen aan zijn zwaartekracht. De lagen van de ster die bij de explosie worden afgestoten, worden na enkele jaren voor telescopen zichtbaar als een zich uitbreidende nevelvlek. Een voorbeeld is de Krabnevel, die ontstaan is bij een supernova die werd waargenomen in het jaar 1054.
Sterren die exploderen als supernova, 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. Supernovaexplosies blazen deze elementen daarna het interstellair medium in. Dit zijn de elementen die planeten en alles op Aarde - inclusief ons zelf - maken.
Helderheid
Het opvallendste kenmerk van supernovae is hun grote helderheid: een supernova kan even helder zijn als het hele sterrenstelsel waarin hij zich bevindt. De maximale lichtsterkte van een supernova bedraagt ongeveer 1036 joule/seconde (absolute magnitude –19), dat is 3 miljard maal zo helder als de 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 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 10 000 km/s 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 (een onvoorstelbare 3×1046 joule) 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 (8,7 lichtjaar) zou meer licht geven dan de volle maan.
