Međunarodni tim astrofizičara, predvođen naučnicima sa Univerziteta Nortvestern, otkrio je do sada neviđenu vrstu supernove – eksploziju masivne zvezde koja je bogata silicijumom, sumporom i argonom. Otkriće je objavljeno u časopisu Nature pod nazivom: “Extremely stripped supernova reveals a silicon and sulfur formation site.”
Kada masivne zvezde eksplodiraju, naučnici obično uoče tragove lakih elemenata poput vodonika i helijuma. Međutim, nova supernova, nazvana SN2021yfj, pokazala je potpuno drugačiji hemijski potpis.
Astronomi odavno pretpostavljaju da masivne zvezde imaju slojevitu strukturu, sličnu luku – sa spoljnim slojevima od lakih elemenata i sve težim elementima kako se ide ka jezgru. Posmatranja SN2021yfj otkrivaju da je zvezda na neki način izgubila svoje spoljne slojeve vodonika, helijuma i ugljenika – ostavljajući otkrivene unutrašnje slojeve bogate silicijumom i sumporom pre eksplozije. Ovaj događaj prvi put pruža direktan uvid u unutrašnju strukturu masivnih zvezda neposredno pre njihove smrti.
„Prvi put vidimo zvezdu koja je bukvalno ogoljena do koske“, rekao je Stiv Šulce, vođa istraživanja. „Pokazuje nam da zvezde mogu izgubiti mnogo materijala pre eksplozije, čak i do samih unutrašnjih slojeva, i ipak proizvesti briljantnu supernovu.“
Njegov kolega Adam Miler dodaje: „Ovaj događaj izgleda kao ništa do sada viđeno. Naše teorije o evoluciji zvezda su previše uske i jasno je da priroda ima još egzotičnih puteva ka smrti zvezda koje nismo razmatrali.“
Masivne zvezde, teške i do 100 puta više od našeg Sunca, sagorevaju gorivo kroz nuklearnu fuziju. Tokom života, u jezgru se stvaraju sve teži elementi, dok se u spoljnim slojevima sagorevaju lakši. Proces vodi do stvaranja gvozdenog jezgra, čiji kolaps izaziva supernovu ili nastanak crne rupe.
Kod SN2021yfj, naučnici su prvi put otkrili eksploziju u kojoj dominiraju silicijum, sumpor i argon – elementi koji nastaju duboko u unutrašnjosti zvezde u poslednjim fazama njenog života. To ukazuje da je zvezda izgubila gotovo sav materijal nagomilan tokom milijardi godina, verovatno usled nasilnih procesa poput sudara sa pratiocem, snažnih erupcija ili ekstremnih zvezdanih vetrova.
Kako je otkrivena SN2021yfj
Supernova je primećena u septembru 2021. godine pomoću opservatorije Zwicky Transient Facility u Kaliforniji. Nalazila se u regionu formiranja zvezda, udaljenom 2,2 milijarde svetlosnih godina. Nakon što su teleskopi širom sveta imali poteškoća sa posmatranjem, tim je neočekivano dobio ključne podatke iz spektra supernove zahvaljujući opservatoriji W.M. Keck na Havajima. Upravo taj spektar otkrio je neobičan hemijski sastav.
„Bez tog spektra možda nikada ne bismo shvatili da je reč o ovako čudnom i jedinstvenom događaju“, rekao je Miler.
Misterija nasilnog kraja
Umesto tipičnih elemenata poput helijuma, ugljenika i kiseonika, spektar je pokazao snažne signale silicijuma, sumpora i argona. To znači da se eksplozija dogodila nakon što su svi spoljašnji slojevi bili odbačeni, a na površinu izbili duboki unutrašnji delovi zvezde.
Šulce i Miler smatraju da je moguće da je zvezda doživela seriju nasilnih erupcija, poznatih kao „pulse pair-instability“, pri čemu se svaki put izbacuje novi sloj materijala. Sudar ovih slojeva mogao je da izazove blistavi sjaj viđen kao SN2021yfj.
„Iako imamo teoriju o tome šta se desilo, teško je biti potpuno siguran jer imamo samo jedan primer ovakve supernove“, kažu istraživači. „Ovaj događaj naglašava potrebu da pronađemo još ovakvih retkih eksplozija kako bismo bolje razumeli prirodu smrti masivnih zvezda.“
