Nikada ranije viđena supernova otkriva šta se nalazi u srži umiruće zvezde: "Ovako nešto nikad nismo videli"

Ovaj materijal, objašnjava tim koji predvodi astrofizičar Stiv Šulce sa Univerziteta Nortvestern u SAD, predstavlja prvi direktan dokaz za teoriju o koncentričnim slojevima različitih elemenata u unutrašnjosti masivnih zvezda. Na taj način potvrđuje se životni ciklus zvezda i proširuje naše razumevanje o tome kako masivne zvezde završavaju svoje postojanje, piše u istraživanju naučnog časopisa "Nature".

„Ovaj događaj ne liči ni na jedan koji smo videli ranije“, kaže astrofizičar Adam Miler sa istog univerziteta.

„Bilo je toliko neobično da smo u jednom trenutku pomislili da možda ni ne posmatramo pravi objekat. Ova zvezda nam pokazuje da su naše ideje i teorije o tome kako se zvezde razvijaju previše uske. Nije da su naši udžbenici netačni, ali očigledno ne obuhvataju sve što priroda može da proizvede. Mora postojati još egzotičnih puteva kojima masivna zvezda može završiti svoj život, a koje nismo uzimali u obzir.“

Kako žive i umiru zvezde

Život zvezda pokreće fuzija u njihovom jezgru, tačnije proces u kome su pritisak i temperature toliko veliki da se atomi spajaju i stvaraju teže elemente. U masivnim zvezdama vodonik se pretvara u helijum, helijum u ugljenik, a taj lanac ide dalje sve do fuzije sumpora i silicijuma u gvožđe.

Tu lanac prestaje, jer fuzija gvožđa troši više energije nego što proizvodi, i to je ujedno kraj života za zvezdu. Tokom njenog života, različiti elementi za koje se veruje da nastaju formiraju slojeve nalik na luk, sa najtežima u centru, a najlakšima, vodonikom i helijumom, na spoljašnjem omotaču.

Kada zvezde eksplodiraju, astronomi uglavnom pronalaze tragove lakših elemenata u materijalu koji se izbacuje, najviše do ugljenika i kiseonika. Međutim, dominacija težih elemenata u SN2021yfj ukazuje na mnogo burniji period nego što je uobičajeno pre konačne eksplozije.

„Ovo je prvi put da smo videli zvezdu koja je praktično ogoljena do kostiju“, kaže Šulce. „Pokazuje nam kako su zvezde zaista strukturisane i dokazuje da one mogu izgubiti ogromne količine materijala pre nego što eksplodiraju. Ne samo spoljne slojeve, već mogu biti potpuno ogoljene, a da ipak proizvedu briljantnu eksploziju koju možemo posmatrati sa neverovatno velikih udaljenosti.“

Misterija gubitka mase

Period koji prethodi smrti masivne zvezde obeležava nestabilnost. One obično gube velike količine spoljnog materijala kroz niz erupcija pre nego što dođe do supernove. Silicijum, sumpor i argon mogu se naći samo blizu jezgra u poslednjoj fazi života, što znači da je zvezda u srcu SN2021yfj izgubila mnogo više mase nego što je to slučaj kod tipične eksplodirajuće zvezde.

Kako se to tačno dogodilo još nije poznato, ali istraživači pretpostavljaju scenario u kome „poslednji trzaji“ zvezde polako razaraju njenu strukturu. Kada jezgro ostane bez goriva, gravitacija ga pritiska ka unutra, dok pritisak od fuzije slabi. Taj porast unutrašnjeg pritiska i toplote ponovo pokreće fuziju u eksplozivnom naletu koji izbacuje deo spoljnog materijala. Ponavljanjem ovog procesa zvezda bi odbacila većinu svoje mase, kao kaput koji se baca sa ramena, stvarajući omotač materijala koji se širi oko nje.

U trenutku konačne eksplozije, brži talas supernove sustigao bi i udario u taj omotač, stvarajući sjajnu svetlost koju su astronomi registrovali sa udaljenosti od milijardi svetlosnih godina. Ipak, kako kažu istraživači, potrebno je prikupiti još podataka da bi ova teorija bila potvrđena.

„Iako imamo teoriju o tome kako je priroda stvorila ovu posebnu eksploziju“, dodaje Miler, „ne bih se kladio u život da je ona tačna, jer zasad imamo samo jedan ovakav primer. Ova zvezda nam jasno pokazuje koliko je važno otkriti još ovih retkih supernova da bismo bolje razumeli njihovu prirodu i način na koji nastaju.“