Чому вибухають зірки? Учені знайшли відсутній елемент, що дозволяє горіти надновим

Титан був виявлений у залишках наднової зірки Кассіопея А на відстані близько 11000 світлових років від нас, повідомляє CNN

Спостереження за надновою проводилися з 2000 по 2018 рік за допомогою Космічної рентгенівської обсерваторії Чандра, яка працює з 1999 року. Учені нещодавно проаналізували дані, щоб більше дізнатися про наднову, яка приваблювала дослідників протягом багатьох років.

Кассіопея А — це гігантський міхур з гарячого газу, що розширюється, і це наймолодший з відомих залишків після вибуху наднової, що стався 340 років тому в нашій галактиці Чумацький Шлях. Світло від цієї наднової вперше досягло Землі в 1670-х роках.

Дослідники роками використовували космічні обсерваторії для вивчення Кассіопеї А, тому що з астрономічної точки зору вона відносно недалеко і дає уявлення про еволюцію Всесвіту. Коли зірки вибухають, вони випускають свої елементи в космос. Такі телескопи як Чандра можуть допомогти дізнатися, які з них віддала Кассіопея А, коли вибухнула.

Хоча відомо, що зірки з масою в понад 10 разів більшою за наше Сонце, вибухають, коли в них закінчується паливо, учені точно не знають, чому це відбувається. Ці вибухи призвели до викиду важких елементів по цілому світові, таких як золото і титан, які знайдені на Землі.

"Учені вважають, що велика частина титану, який використовується в нашому повсякденному житті — наприклад, в електроніці або ювелірних виробах, — утворюється в результаті великого вибуху зірки", — говорить Тошик Сато, доцент кафедри фізики в Університеті Ріккіо в Токіо. "Однак досі вченим ніколи не вдавалося зафіксувати момент відразу після отримання стабільного титану".

Величезні зірки працюють на ядерній енергії, що генерується реакціями, яка відбуваються в їхніх ядрах. Коли це паливо закінчується, центр зірки руйнується, утворюючи чорну діру або щільний об'єкт, званий нейтронною зіркою.

Якщо небесне тіло стає нейтронною зіркою, від зірки виривається ударна хвиля, створюючи нові елементи в міру того, як відбуваються ядерні реакції.

Коли вчені провели комп'ютерне моделювання цього явища, вони виявили, що енергія швидко згоряє і змушує ударну хвилю зникнути. Це запобігло б вибуху наднової.

Нове комп'ютерне моделювання вказує на елемент, якого бракує, який може дозволити надновій продовжувати далі — нейтрино.

Ці частинки малої маси, створювані при утворенні нейтронної зірки, можуть стимулювати бульбашки з елементів, які несуться геть, просуваючи ударну хвилю вперед і створюючи наднову.

Згідно з новим дослідженням, вибух, що породив наднову Кассіопею А, ймовірно, був викликаний нейтрино.

Дані обсерваторії Чандра, яка спостерігає за об'єктами в космосі за допомогою рентгенівського випромінювання, показали конструкції у формі пальців, які буквально вказували в сторону від наднової. Ці конструкції містили титан і хром, а також залізо, яке раніше було виявлено космічним телескопом.

Температура та інші умови, необхідні для створення цих елементів, відповідають прискореним бульбашкам з комп'ютерного моделювання.

"Ми ніколи раніше не бачили сліди титанових бульбашок у залишку наднової, це стало можливо завдяки зображенням Чандри", — говорить Кеїічі Маеда, доцент кафедри астрономії Університету Кіото в Японії. "Наш результат — важливий крок у вирішенні питання, як ці зірки вибухають, коли стають надновими".

Це означає, що фрагменти титану утворилися глибоко всередині зірки, коли вона перетворилася на наднову. Дослідники заявили, що кількість стабільного титану, виробленого цією конкретною надновою, перевищує загальну масу Землі.

Отримані дані також підтверджують теорію про те, що вибухи, викликані нейтрино, можуть бути використані для пояснення деяких вибухів величезних зірок.