Древна и гигантска: Какво представлява звездата на “Барбенхаймер”

С транна звезда в Млечния път разкрива подписа на уникална експлозия на гигантска звезда, която някога е съществувала преди милиарди години в ерата на космическата зора. 

Химическият състав на съществуващата звезда, известна като J0931+0038, е толкова странен, че може да бъде съставен само от остатъците от огромна звезда, една с маса поне 50 пъти по-голяма от Слънцето, която е създала елементите, преди да се превърне в супернова. 

А това е още по-странно. Според теорията толкова масивна звезда би трябвало да се е превърнала директно в черна дупка. 

„Никога не сме виждали нещо подобно Каквото и да се е случило, трябва да е било невероятно. Нарекохме предшественика на свръхновата звездата на “Барбенхаймер“ заради неговия грандиозен нуклеосинтез“, казва астрономът Алекс Джи от Чикагския университет и Sloan Digital Sky Survey (SDSS), който ръководи изследването. 

Кое е най-горещото място във Вселената?

Производството на повечето елементи във Вселената се извършва от звездите. След Големия взрив преди 13,8 милиарда години, когато всичко се охлади достатъчно, за да се образуват атоми, пространството беше изпълнено от водород и малко хелий. Това е материалът, от който са се родили първите звезди, съобщава Science Alert.  

Но звездите са основно фабрики за елементи, с няколко различни метода за създаване на нови материали в процес, известен като нуклеосинтеза. Те се захранват от процеса на синтез, който протича в техните ядра, разбивайки атомите заедно, за да образуват по-тежки елементи. Това обаче спира до желязото; претопяването на желязо в нещо по-тежко използва повече енергия, отколкото създава. 

Odkrycie gwiazdy J0931+0038! Tajemnica kosmosu w galaktyce zmienia teorie naukowe. Więcej na https://t.co/Sxuvxm9nQx! pic.twitter.com/6qr49Bt3Ur

— NEXTOR (@NEXTORMAGAZYN) January 16, 2024

Докато звездата експлодира, в изключително енергийната среда на свръхновата се създават по-тежки елементи. В допълнение към продуктите на синтеза, тези елементи се изхвърлят в космоса, където се включват в следващите поколения звезди. 

Химическото изобилие в звездите може да ни разкаже много за собствената им история. Звездите, родени по-скоро, например, имат по-голямо изобилие от елементи, по-тежки от хелия, което е удобен инструмент за определяне на възрастта на звездата. И различните елементи могат да ни разкажат за звездите, които са дошли преди – тези, в които по-тежките елементи първоначално са били изковани. 

"Зеленото чудовище" се движи към нас със скорост 2 500 километра в секунда

J0931+0038 е червена гигантска звезда с ниска маса, която виси в приблизително сферичната област на пространството, която обхваща диска на Млечния път, известен като галактическия ореол. Много стари, странни звезди могат да бъдат намерени в галактическия ореол, така че астрономите често търсят там улики за ранната Вселена. 

J0931+0038 е заснет за първи път от SDSS през 1999 г. Едва през 2019 г. последващи действия уловиха пълния спектър от светлина от звездата – ключът към идентифицирането на нейния химичен състав, тъй като различни елементи поглъщат и преизлъчват светлина при определени дължини на вълната.  

Ancient, Gigantic Star Exploded in a Way We Didn't Think Was Possible https://t.co/uWSUgq6f8b

— ScienceAlert (@ScienceAlert) January 15, 2024

Спектърът на J0931+0038 разкри химичен състав, различен от всичко, виждано досега. Той беше с удивително ниско съдържание на елементи с нечетни номера в периодичната таблица, като натрий и алуминий, но богат на елементи, близки до желязото, като никел и цинк. И тогава изобилието на елементи, по-тежки от желязото, като стронций и паладий, беше много по-високо, отколкото би трябвало да бъде. 

„Понякога виждаме една от тези характеристики наведнъж, но никога преди не сме виждали всички в една и съща звезда“, казва астрономът Дженифър Джонсън от Държавния университет на Охайо. 

Екипът установи, че по-голямата част от металите, открити в J0931+0038, трябва да са били от един-единствен, изключително беден на метали нуклеосинтетичен източник: звезда с маса от 50 до 80 пъти по-голяма от масата на Слънцето, която избухна и остави след себе си облак от материал, от който се роди J0931+0038.  

“Измамна звезда”: Такъв ли ще е краят на нашата Слънчева система

Фактът, че се очаква такава масивна звезда да колабира гравитационно навътре, вместо да експлодира навън, е само част от проблема.  

„Удивително е, че нито един съществуващ модел на образуване на елементи не може да обясни това, което виждаме“, казва астрономът Санджана Къртис от Калифорнийския университет в Бъркли, който ръководи изследването. „Целият модел от елементи изглежда почти противоречив сам по себе си“, смята той.   

Това е загадка, която все още няма отговор. Само откриването на повече такива чудаци и моделирането и формирането им ще разкрие как звездата „Барбенхаймер“ е живяла, умряла и оставила отпечатъците си след себе си, за да се озадачаваме много векове по-късно.