Близько 11 300 років тому масивна зірка балансувала на межі знищення. Вона пульсувала енергією, відкидаючи свої зовнішні шари та викидаючи величезні об’єми речовини у космос. Зрештою, зоря завершила своє життя у грандіозному вибуху наднової, залишивши після себе один із найвідоміших та найретельніше досліджених залишків наднових у нашій Галактиці. Сьогодні ми знаємо його під назвою Кассіопея A (Cas A), а нові спостереження за допомогою рентгенівської обсерваторії Чандра розкривають ще більше таємниць цієї космічної катастрофи.
Зоря-попередниця Cas A мала масу від 15 до 20 сонячних, хоча деякі оцінки піднімають цю межу до 30. Існує гіпотеза, що це був червоний надгігант, однак інші дослідники припускають, що йдеться про зірку Вольфа–Райє, яка втратила значну частину своєї оболонки перед вибухом. У будь-якому разі вона завершила свій життєвий шлях як наднова з колапсом ядра. Коли в надрах зорі сформувалося залізне ядро, гравітаційний тиск узяв гору, і зоря не змогла більше підтримувати власну рівновагу — це й призвело до колосального вибуху.
Світло від загибелі Cas A досягло Землі приблизно у 1660-х роках. Цікаво, що достовірних історичних свідчень про спостереження цього вибуху не збереглося, хоча він мав би бути видимим на нічному небі. Натомість сьогодні астрономи мають змогу вивчати залишок наднової на різних довжинах хвиль — від радіо до рентгенівського діапазону — та будувати детальні моделі процесів, що відбулися.
Нове дослідження, опубліковане в журналі «Astrophysical Journal», отримало назву «Неоднорідне зоряне перемішування в останні години перед надновою Кассіопея A». Його провідним автором став Тошікі Сато з Університету Мейдзі в Японії. За словами вченого, дані рентгенівської обсерваторії Чандра, поєднані з комп’ютерним моделюванням, виявили унікальні процеси, які відбувалися у зорі буквально за кілька годин до вибуху.
Головна проблема у вивченні наднових полягає в тому, що момент вибуху настає раптово, а отже більшість спостережень починається вже після катастрофи. Це значно ускладнює розуміння того, що відбувалося всередині зорі перед її загибеллю. Саме тому моделювання кінцевих етапів життя масивних світил є настільки важливим: воно допомагає перевірити механізми вибухів, зокрема ті, що пов’язані з потужними потоками нейтрино.
Отримані результати свідчать, що у надрах зорі відбувалося інтенсивне перемішування речовини, яке вплинуло на динаміку та енергію вибуху. Це відкриття не лише проливає світло на історію Cas A, але й може допомогти зрозуміти фундаментальні процеси еволюції масивних зірок, а також їхню роль у збагаченні Галактики важкими елементами.
Cas A залишається своєрідною космічною лабораторією, де вчені продовжують досліджувати залишки вибуху, аби відтворити передсмертні миті зорі й наблизитися до відповіді на питання, як саме народжуються нейтронні зорі та чорні діри.