Το 2021, οι αστρονόμοι έγιναν μάρτυρες ενός κοσμικού θεάματος που δεν είχε προηγούμενο. Σε απόσταση 2,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, ένα άστρο στο τέλος της ζωής του εξερράγη με τρόπο που ανέτρεψε όσα γνωρίζαμε για την εξέλιξη των άστρων. Η υπερκαινοφανής έκρηξη (supernova), που έλαβε την ονομασία SN2021yfj, αποκάλυψε υλικά όπως πυρίτιο, θείο και αργό – στοιχεία που συνήθως παραμένουν κρυμμένα βαθιά στο εσωτερικό ενός μαζικού άστρου και ποτέ έως σήμερα δεν είχαν εντοπιστεί τόσο καθαρά σε παρόμοια κοσμικά γεγονότα.
Η ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον αστροφυσικό Steve Schulze από το Northwestern University στις ΗΠΑ περιγράφει αυτήν την παρατήρηση ως την πρώτη άμεση απόδειξη της θεωρίας ότι τα άστρα σχηματίζουν ομόκεντρα στρώματα από διαφορετικά στοιχεία στο εσωτερικό τους, σαν τις φλούδες ενός κρεμμυδιού. Η διαπίστωση αυτή επιβεβαιώνει τη θεωρητική πορεία ζωής των άστρων και ανοίγει νέους δρόμους κατανόησης για το πώς πεθαίνουν τα πιο μαζικά σώματα του Σύμπαντος.
Ο αστροφυσικός Adam Miller, επίσης από το Northwestern, δεν έκρυψε τον ενθουσιασμό του:
Αυτό το γεγονός μοιάζει με τίποτα που έχουμε ξαναδεί. Στην αρχή πιστέψαμε ότι ίσως παρατηρούσαμε λάθος αντικείμενο. Το άστρο αυτό μας δείχνει ότι οι θεωρίες μας για την εξέλιξη των άστρων είναι πολύ περιορισμένες. Τα σχολικά μας βιβλία δεν είναι λάθος, αλλά σίγουρα δεν περιγράφουν όλη την ποικιλία που δημιουργεί η φύση.
Η ζωή ενός άστρου τροφοδοτείται από τις διεργασίες σύντηξης στον πυρήνα του, εκεί όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι τόσο υψηλές ώστε τα άτομα ενώνονται σχηματίζοντας βαρύτερα στοιχεία. Στα μαζικά άστρα, το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο, στη συνέχεια σε άνθρακα, και η αλυσίδα συνεχίζεται μέχρι τη δημιουργία πυριτίου και θείου, πριν καταλήξει στον σίδηρο. Ο σίδηρος όμως σηματοδοτεί το τέλος της πορείας, αφού η σύντηξή του απαιτεί περισσότερη ενέργεια από όση παράγει, οδηγώντας αναπόφευκτα στην κατάρρευση και στην τελική έκρηξη του άστρου.
Σύμφωνα με τις θεωρίες, τα παραγόμενα στοιχεία σχηματίζουν διαδοχικά στρώματα, με τα βαρύτερα στον πυρήνα και τα ελαφρύτερα – όπως το υδρογόνο και το ήλιο – στα εξωτερικά τμήματα. Στις περισσότερες εκρήξεις που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, οι αστρονόμοι εντοπίζουν κυρίως τα ίχνη αυτών των ελαφρύτερων στοιχείων, σπάνια όμως κάτι πιο βαρύ από τον άνθρακα ή το οξυγόνο. Η περίπτωση της SN2021yfj διαφοροποιείται, καθώς στο φως της κυριάρχησαν τα βαρύτερα στοιχεία, στοιχείο που υποδηλώνει ότι το άστρο πέρασε μια ιδιαίτερα ταραχώδη φάση πριν το τελικό ξέσπασμα.
Για πρώτη φορά βλέπουμε ένα άστρο που ήταν κυριολεκτικά γυμνό μέχρι το κόκκαλο. Αυτό μας αποκαλύπτει τη δομή των άστρων και αποδεικνύει ότι μπορούν να χάσουν τεράστιο μέρος της μάζας τους πριν εκραγούν. Όχι μόνο τα εξωτερικά τους στρώματα, αλλά ολόκληρα τμήματα μέχρι τον πυρήνα.
Η περίοδος πριν από τον θάνατο ενός μαζικού άστρου είναι γεμάτη αστάθεια. Το άστρο αποβάλλει τμήματα της ύλης του μέσα από αλλεπάλληλες εκρήξεις, πριν τη μεγάλη υπερκαινοφανή. Η παρουσία στοιχείων όπως το πυρίτιο, το θείο και το αργό – που βρίσκονται πολύ κοντά στον πυρήνα – δείχνει ότι το συγκεκριμένο άστρο είχε απολέσει πολύ περισσότερη μάζα από το συνηθισμένο.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτό μπορεί να συνέβη μέσα από μια σειρά εκρήξεων. Καθώς ο πυρήνας εξαντλούσε τα καύσιμά του, η βαρύτητα τον συνέθλιβε, αυξάνοντας πίεση και θερμοκρασία. Αυτό επανεκκινούσε τη σύντηξη, προκαλώντας εκρήξεις που απομάκρυναν τμήματα της ύλης. Η διαδικασία επαναλαμβανόταν μέχρι που το άστρο «ξεφλούδιζε» σχεδόν ολοκληρωτικά, αφήνοντας πίσω μόνο τον γυμνό πυρήνα. Στην τελική έκρηξη, το υλικό της υπερκαινοφανούς συγκρούστηκε με τα προϋπάρχοντα στρώματα ύλης, δημιουργώντας την εκτυφλωτική λάμψη που εντοπίστηκε από τη Γη.
[via]
