Niespodziewane odkrycie w supernowej. Nikt się tego nie spodziewał
Zespół astronomów z Uniwersytetu w Kyoto przyjrzał się za pomocą satelity XRISM pozostałości po supernowej Kasjopeja A. Szczegółowa analiza chemiczna pozostałości wykazała zaskakujące ilości pierwiastków niezbędnych do powstania życia. Nikt się ich tam nie spodziewał.
Badacze przeanalizowali widmo rentgenowskie promieniowania docierającego do nas z pozostałości po eksplozji supernowej skatalogowanej jako Kasjopeja A. Do wykonania pomiaru wykorzystano mikrokalorymetr Resolve znajdujący się na pokładzie satelity XRISM. Instrument ten charakteryzuje się rozdzielczością energetyczną o rząd wielkości lepszą od wcześniejszych detektorów tego typu. Efekty pomiarów okazały się zaskakujące. XRISM dostrzegł bowiem słabe linie emisyjne takich pierwiastków, jak chlor i potas.
Co w tym takiego zaskakującego? Otóż, według obecnych modeli gwiazdy powinny wytwarzać ok. jedną dziesiątą ilości chloru i potasu obserwowanej we wszechświecie. Najnowsze pomiary pokazują jednak wyraźnie silniejsze linie tych pierwiastków w Kasjopei A. To pierwszy obserwacyjny dowód na to, że pojedyncza supernowa może wyprodukować ich wystarczająco dużo, by wypełnić lukę między teorią a obserwacjami.
Naukowcy porównali uzyskane obfitości z kilkoma modelami nukleosyntezy supernowych. Standardowe scenariusze nie przewidywały tak wysokich poziomów żadnego z tych pierwiastków. Autorzy nowego opracowania wskazują, że intensywne mieszanie materii wewnątrz masywnych gwiazd — napędzane szybkim obrotem, oddziaływaniem w układach podwójnych lub zlewaniem się powłok — może znacząco zwiększać produkcję pierwiastków o nieparzystej liczbie protonów.
Odkrycie to ma znaczenie dla zrozumienia pochodzenia pierwiastków kluczowych dla życia i formowania planet. Chlor i potas to pierwiastki z nieparzystą liczbą protonów; ich niedoszacowanie w modelach od lat stanowiło problem dla astrofizyków. Opisywane tutaj obserwacje przeprowadzone za pomocą XRISM pokazują, że bezwzględne warunki panujące we wnętrzach gwiazd mogą być znacznie bardziej produktywne, niż zakładano.
Zespół planuje teraz obserwacje innych pozostałości po supernowych z użyciem XRISM. Chce sprawdzić, czy wzmożona produkcja chloru i potasu jest powszechna w masywnych gwiazdach, czy charakterystyczna dla Kasjopei A. Taka seria obserwacji pomoże ocenić, czy intensywne mieszanie jest uniwersalnym elementem ewolucji masywnych gwiazd.
