Космос нещодавно здригнувся від вибуху зорі, який вразив астрономів своєю унікальністю і став проривом у вивченні еволюції масивних світил. Наднова, що отримала позначення SN2021yfj, продемонструвала перші прямі докази існування концентричних шарів різних елементів у надрах масивних зірок, підтвердивши одну з ключових теорій про їхню будову.
Команда під керівництвом астрофізика Стівена Шульце з Північно-Західного університету (США) наголошує, що це відкриття дозволяє зазирнути у внутрішній світ зірки буквально «після її смерті» і розширює наше уявлення про те, як саме відбувається фінал їхнього життєвого циклу.
Астрофізик Адам Міллер, коментуючи подію, зазначив, що це явище настільки незвичне, що спершу науковці засумнівалися, чи спостерігають правильний об’єкт. За його словами, зірка показала, що сучасні теорії надто вузькі й не охоплюють усіх можливих шляхів, якими масивні зорі можуть завершувати своє існування.
Життя таких світил тримається на ядерному синтезі: водень у їхніх ядрах перетворюється на гелій, гелій – на вуглець, і так далі аж до кремнію та сірки, що зрештою синтезуються в залізо. Саме залізо стає «межовою точкою», оскільки його утворення вимагає більше енергії, ніж виділяє, знаменуючи неминучий кінець. Теоретично внутрішня будова зорі нагадує цибулину, де найважчі елементи зосереджені в центрі, а легкі – гідроген та гелій – ближче до поверхні.
Зазвичай у вибухах наднових фіксують сліди лише відносно легких елементів – вуглецю, кисню, інколи магнію. Але SN2021yfj виявила домінування значно важчих елементів, що свідчить про надзвичайно бурхливий період перед катастрофою. За словами Шульце, це вперше вдалося побачити зорю, «роздягнену до кісток» – майже повністю позбавлену зовнішніх шарів, але все ж здатну на потужний спалах, який видно з відстані мільярдів світлових років.
Причини такої глибокої втрати маси залишаються загадкою. Одна з версій полягає в тому, що зоря в передсмертних судомах неодноразово скидала оболонки через серії вибухових епізодів, спричинених колапсом ядра. Кожна хвиля викиду виносила назовні частину речовини, утворюючи навколо зорі оболонки. У момент фінального вибуху матеріал наднової наздогнав і врізався в ці оболонки, що й дало надзвичайно яскраве сяйво, яке вразило телескопи на Землі.
Попри переконливу теоретичну модель, науковці закликають до обережності: нині це лише один підтверджений випадок. Відтак необхідні нові спостереження рідкісних наднових такого типу, аби зрозуміти, чи є SN2021yfj унікальним феноменом чи типовим, але дуже рідкісним сценарієм.
Дослідження, опубліковане в журналі Nature, стало важливим кроком до розгадки механізмів народження та смерті масивних зірок. Вибухи наднових дарують Всесвіту важкі елементи, без яких не було б планет і життя. Тепер же вони ще й дозволяють нам зазирнути в саме серце зоряної фізики, яку природа зберігала в таємниці мільярди років.