Astronomai neseniai užfiksavo itin retą žvaigždės sprogimą, kuris atskleidė tai, ko dar niekada nebuvo matę. Rugpjūčio 20 dieną žurnale „Nature“ publikuotas tyrimas pristatė supernovą „SN2021yfj“, kuri nustebino mokslininkus tuo, kad joje aptikti gilieji žvaigždės sluoksniai.
Tai vadinamoji „ypač stipriai nuplėštoji supernova“, tai reiškinys, kai sprogimo metu atsiveria vidinės žvaigždės struktūros. Pasak tyrimo autoriaus Steve’o Schulze iš Šiaurės Vakarų universiteto JAV, aplink šią supernovą aptikta masyvi dujų apvalkalo struktūra.
Tai suteikė naujų įrodymų apie tai, kas vyksta masyvių žvaigždžių gyvenimo pabaigoje. Rezultatai sustiprina ilgai gyvavusias teorijas apie branduolių sintezės ciklus ir jų indėlį į pagrindinių Visatos elementų susidarymą.
Iki šiol supernovos dažniausiai atskleisdavo tik paviršinius sluoksnius nuo vandenilio, helio ar anglies dujas. Tačiau šįkart astronomai pamatė žymiai giliau, tai sluoksnį, sudarytą iš silicio, esantį tiesiai virš geležies branduolio. Tai įvyksta vos keliais mėnesiais prieš sprogimą, todėl tokio reiškinio užfiksuoti beveik neįmanoma.
Kaip žvaigždės kuria elementus?
Žvaigždžių energija kyla iš branduolių sintezės, tai proceso, kai lengvesni atomai susijungia į sunkesnius, išskirdami energiją. Pirmiausia vandenilis virsta heliu, vėliau gaminami anglis, neonas, deguonis, silicis, o galiausiai ir geležis. Kiekvienas etapas vyksta vis greičiau, tai jei vandenilio sintezė gali trukti milijonus metų, silicio degimas tetrunka kelias dienas.
Kol branduolys vis dar „dirba“, žvaigždė praranda dujas į kosmosą, sudarydama sluoksnius, kuriuose slypi įvairių elementų mišiniai. Taip aplink ją formuojasi tarsi svogūno sluoksniai, kuriuos galime stebėti tik po sprogimo.
Kai branduolyje prisikaupia geležies, procesas pasikeičia. Geležies sintezė energijos neišskiria, o ją sugeria, todėl gravitacija ima dominuoti. Branduolys sugriūva, o išsiskirianti energija sukelia galingą sprogimą, tai vadinamąją branduolio griūties supernovą.
Netikėtas atradimas
Supernova „SN2021yfj“ pribloškė tuo, kad žvaigždė prieš pat sprogimą neteko beveik visų savo sluoksnių iki pat silicio. Mokslininkai stebisi, nes žvaigždės vėjai nėra tokie galingi, kad galėtų taip giliai nuplėšti medžiagą. Plačiausiai priimta hipotezė, tai kad šioje istorijoje dalyvavo dar viena žvaigždė. Jos gravitacija galėjo ištraukti giluminius sluoksnius ir palikti žvaigždę „nuogą“.
Tokie atradimai padeda tiksliau suprasti, kaip žvaigždės baigia savo gyvenimą, kokius elementus jos sukuria ir kaip šie pasklinda kosmose. Būtent supernovos gamina daugumą deguonies, neono, magnio bei sieros, be kurių nebūtų nei Žemės, nei gyvybės.
Kodėl tai svarbu?
Elementai, iš kurių sudarytas mūsų pasaulis, kilo žvaigždėse. Anglis ir azotas atsirado mažesnėse žvaigždėse, tokiose kaip Saulė, sunkieji elementai, auksas ar platina gimsta neutroninių žvaigždžių susiliejimo metu. Tačiau deguonis ir daugelis kitų gyvybei būtinų medžiagų atkeliauja būtent iš supernovų.
Todėl kiekvienas toks atradimas yra nauja dėlionės dalis, padedanti suprasti, kodėl Visata atrodo taip, kaip atrodo šiandien. Kai Visata buvo jauna, joje trūko daug „įdomių“ elementų, todėl pirmosios žvaigždės ir planetos buvo kitokios.
Kiek supernovų įvyksta ir kokias medžiagas jos paskleidžia, yra esminis klausimas siekiant suprasti mūsų kilmę. „SN2021yfj“ suteikė retą progą pažvelgti į pačią žvaigždės širdį ir pamatyti procesus, kurie nuolat kuria pasaulį iš naujo.
