Descoperirea care rezolvă un vechi mister: stelele moarte se pot reaprinde şi pot exploda!

Cercetătorii au teoretizat faptul că piticele albe, rămăşiţele unor stele asemănătoare Soarelui, ar putea exploda în urma interacţiunii cu o stea învecinată, dar până în prezent nu au putut demonstra teoria.

Indiciul care a dus la demonstrarea ipotezei a fost detectarea de particule nucleare radioactive generate în urma fuziunii nucleare produse în timpul exploziilor cosmice.

• Unde este cel mai lung drum drept din Europa și cine l-a construit?
• Românii și preferințele culinare: Care oraș din România este „capitala șaormei”?

Instrumentele necesare detectării semnăturii acestor fuziuni sunt disponibile de mult timp, dar cercetătorii au fost nevoiţi să aştepte producerea unei supernove în apropiere pentru a putea începe observaţiile.

Spre sfârşitul vieţii, stelele cu masa similară cu a Soarelui îşi aruncă în spaţiu straturile exterioare, pe măsură ce nucleul se micşorează şi devine o pitică albă. În lipsa oricărei interacţiuni, o pitică albă se răceşte încet, în timp.

Potrivit fizicienilor, există o limită maximă a masei unei pitice albe, cunoscută drept limita Chandrasekhar, numită după astrofizicianul indiano-american Subrahmanyan Chandrasekhar, până la care o astfel de stea poate rămâne stabilă.

Dacă o pitică albă atrage însă materie de la o altă stea, în cazul unui sistem stelar binar (doua stele gravitând una în jurul celeilate, n.r.) de exemplu, sau dacă se ciocneşte cu o altă pitică albă, masa adaugată poate duce la comprimarea carbonului din nucleu până când se declanşează fuziunea nucleară.

Atomii de carbon fuzionează, dând naştere unor elemente chimice mai grele, eliberând brusc o cantitate mare de energie şi distrugând steaua, într-o explozie cunoscută drept supernovă de tip Ia.

Astrofizicienii spun că astfel de supernove apar frecvent în Univers, dar sunt destul de rare dacă se analizează ocurenţa lor într-o galaxie anume, cu o rată de apariţie de o supernovă de tip Ia la fiecare câteva sute de ani per galaxie.

Cercetătorii au avut însă rara ocazie de a observa un astfel de eveniment pe 21 ianuarie 2014, când studenţii de la University College din Londra, care lucrau cu observatorul din Mill Hill, Marea Britanie, au detectat o supernovă de tip Ia, numită mai târziu SN2014J, în galaxia învecinată M82.

Modelul teoretic spune că atomii de carbon şi oxigen din nucleul unei pitice albe ar trebui să fuzioneze dând naştere nichelului radioactiv, în timpul supernovei. Nichelul se descompune apoi rapid în cobalt radioactiv, care, într-un timp mai îndelungat, se descompune în fier stabil. Supernovele de tip Ia care au avut loc acum mult timp sunt sursa cosmică a fierului din nucleul Soarelui, de pe Pământ şi din sângele uman.

Descompunerea acestor atomi generează emisii de raze gamma, sursa strălucirii intense observate de cercetători în zona exploziei.

Cercetătorul Eugene Churazov şi colegii sai au studiat datele privind emisiile de raze gamma obţinute de sonda spaţială Integral a Agenţiei Spaţiale Europene, într-o perioadă de 50 până la 100 de zile după apariţia supernovei.

În acest interval temporal, „pitica albă s-a extins din punct de vedere al dimensiunilor pe o zonă mai mare decât Sistemul nostru solar”, a declarat Churazov.

„Bula provocată de explozie, alcătută din materia aruncată în spaţiu, este semitransparentă, astfel că oriunde în interior ar avea loc emisiile de raze gamma acestea pot trece prin materia aruncată în spaţiu de explozie, cu o probabilitate de 60-70%”, a spus cercetătorul pentru BBC News.

Oamenii de ştiinţă au căutat şi au găsit semnătura descompunerii cobaltului radiocativ în spectrul de emisii de raze gamma al supernovei. Mai mult, cantitatea de raze gamma emise s-a potrivit perfect cu modelele teoretice privind exploziile piticelor albe.

Totuşi, astrofizicienii nu au putut concluziona care dintre cele două scenarii teoretice a dus la apariţia supernovei stelei pitice albe.

„Datele pe care le avem se potrivesc scenariului cel mai simplu, al unei pitice albe cu o masă apropiată de limita Chandrasekhar (care absoarbe materie de la o stea vecină, scenariul sistemului binar, n.r.). Dar nu putem exclude, doar pe baza datelor pe care le avem, că acest eveniment nu a fost cauzat de o ciocnire a două pitice albe”, a explicat profesorul Chuzarov.

Surse: Mediafax, BBC News, Nature