O supernovă rară a „decojit” straturile unei stele și a dezvăluit un secret important al Universului

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

O explozie stelară bizară a îndepărtat straturile unei stele pe moarte, dezvăluind secrete despre modul în care Universul creează elementele chimice de care depindem.

Astronomii au reușit să zărească structura internă a unei stele aflate la sfârșitul vieții, în timpul unei explozii cosmice rare numite „supernovă extrem de dezvelită”.

Într-o lucrare publicată în revista Nature, Steve Schulze de la Northwestern University din Statele Unite și colegii săi descriu supernova 2021yfj și învelișul gros de gaz care o înconjoară. Concluziile lor susțin teoriile actuale legate de ceea ce se întâmplă în interiorul stelelor masive la finalul ciclului lor de viață și cum acestea au modelat cărămizile fundamentale ale universului pe care îl vedem astăzi.

Stelele sunt alimentate de fuziunea nucleară, un proces în care atomii mai ușori sunt presați laolaltă pentru a forma unii mai grei, eliberând energie. Fuziunea are loc în etape pe parcursul vieții unei stele.

Într-o serie de cicluri, mai întâi hidrogenul (cel mai ușor element) fuzionează pentru a deveni heliu, proces urmat de formarea elementelor mai grele, cum ar fi carbonul. Cele mai masive stele continuă acest proces, producând neon, oxigen, siliciu și, în cele din urmă, fier.

Fiecare ciclu de ardere este mai rapid decât cel precedent. Ciclul hidrogenului poate dura milioane de ani, în timp ce ciclul siliciului se încheie în doar câteva zile.

O explozie stelară bizară

Pe măsură ce nucleul unei stele masive continuă să ardă, gazul din exteriorul său capătă o structură stratificată, în care straturile succesive înregistrează compoziția rezultată din progresia ciclurilor de ardere.

În timp ce toate acestea se desfășoară în nucleu, steaua pierde constant gaz de la suprafață, acesta fiind transportat în spațiu de vântul stelar. Fiecare ciclu de fuziune creează un înveliș de gaz în expansiune, care conține un amestec diferit de elemente.

Ce se întâmplă cu o stea masivă atunci când nucleul său este plin de fier? Presiunea și temperatura uriașe vor face ca fierul să fuzioneze, însă, spre deosebire de fuziunea elementelor mai ușoare, acest proces absoarbe energie în loc să o elibereze.

Tocmai eliberarea de energie din fuziune era forța care susținea steaua împotriva propriei gravitații așa că, în acest moment, nucleul de fier se va prăbuși. În funcție de masa inițială a stelei, nucleul colapsat va deveni o stea neutronică sau o gaură neagră. Procesul de colaps creează o „reculare”, care trimite energie și materie în spațiu cu viteze uriașe. Acest fenomen este cunoscut sub numele de supernovă prin colaps de nucleu, scrie Sciencedaily.

Explozia luminează straturile de gaz eliminate anterior de stea, permițându-ne să vedem din ce sunt alcătuite. În toate supernovele cunoscute până acum, acest material provenea fie din stratul de hidrogen, fie din cel de heliu sau carbon, produse în primele două cicluri de ardere nucleară.

Locul în care iau naștere toate elementele chimice

Straturile interne (cele de neon, oxigen și siliciu) sunt generate cu sute de ani înainte ca steaua să explodeze, ceea ce înseamnă că nu au timp să se îndepărteze prea mult de ea.

Tocmai acest aspect face ca noua supernovă SN 2021yfj să fie atât de interesantă. Schulze și colegii săi au descoperit că materialul din exteriorul stelei provenea din stratul de siliciu, ultimul strat aflat chiar deasupra nucleului de fier, care se formează într-un interval de timp de doar câteva luni.

Vântul stelar trebuie să fi expulzat toate straturile exterioare, până la cel de siliciu, înainte ca explozia să aibă loc. Astronomii nu înțeleg pe deplin cum ar putea un vânt stelar să fie atât de puternic încât să realizeze acest lucru. Cel mai plauzibil scenariu implică prezența unei a doua stele. Dacă o altă stea orbita în jurul celei care a explodat, gravitația acesteia ar fi putut smulge rapid stratul profund de siliciu.

Indiferent de explicație, această privire în adâncul stelei a confirmat teoriile noastre despre ciclurile de fuziune nucleară din interiorul giganților cosmici. De ce este important acest lucru? Pentru că stelele sunt locul în care iau naștere toate elementele chimice.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Praful de supernovă ar putea fi „de vină” pentru unul dintre cele mai mari mistere ale Universului

Astronomii au detectat un ciripit bizar emis de o supernovă, dezvăluind legi ascunse ale fizicii

O supernovă sugerează că planetele asemănătoare Pământului sunt frecvente în Univers

Astronomii au descoperit un pulsar care „fuge” de o supernovă