Αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν πρωτοφανή υπερκαινοφανή (supernova) που αποκάλυψε κρυμμένα στρώματα βαρέων στοιχείων, ανατρέποντας τις θεωρίες για τον θάνατο των άστρων

Αστρονόμοι σε όλο τον κόσμο μιλούν για μια ανακάλυψη, που αλλάζει την κατανόησή μας για το Σύμπαν. Εντόπισαν για πρώτη φορά μια νέα μορφή υπερκαινοφανούς (supernova), μιας τεράστιας αστρικής έκρηξης – η οποία αποκάλυψε μυστικά, που μέχρι σήμερα παρέμεναν αόρατα.

Η ανακάλυψη του Supernova έγινε με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Zwicky Transient Facility στην Καλιφόρνια και αργότερα επιβεβαιώθηκε από παρατηρήσεις στο παρατηρητήριο Keck στη Χαβάη. Το άστρο που παρακολουθούσαν, γνωστό πλέον ως SN2021yfj, βρισκόταν σε απόσταση 2,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη και λίγο πριν την έκρηξή του προκάλεσε μια αστρονομική έκπληξη.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν, ότι το άστρο είχε χάσει ήδη τα εξωτερικά του στρώματα από υδρογόνο, ήλιο και άνθρακα – ένα σπάνιο φαινόμενο από μόνο του. Ακριβώς πριν την έκρηξη, όμως, το άστρο απελευθέρωσε ένα επιπλέον στρώμα βαρέων στοιχείων, όπως πυρίτιο, θείο και αργό, που μέχρι τώρα κανείς δεν είχε καταφέρει να εντοπίσει σε άστρο, λίγο πριν πεθάνει. Το εκρηκτικό φως από την υπερκαινοφανή έκανε το στρώμα αυτό να λάμψει, προσφέροντας στους αστρονόμους μια ανεπανάληπτη εικόνα των τελευταίων στιγμών ενός άστρου γιγαντιαίων διαστάσεων.

Ένα άστρο «γυμνό μέχρι το κόκαλο»

«Είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε ένα άστρο, να έχει απομείνει κυριολεκτικά μόνο με τον πυρήνα του», δήλωσε ο αστροφυσικός Στιβ Σουλτσε από το Northwestern University. Σύμφωνα με την ομάδα της έρευνας, το άστρο είχε αρχικά μάζα περίπου 60 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο, όμως κατά τη διάρκεια της ζωής του απέβαλε υλικό ίσο με τρεις Ήλιους. Η διαδικασία αυτή το απογύμνωσε, σε βαθμό που δεν είχε ξαναπαρατηρηθεί. Παρόλα αυτά, η τελική έκρηξη ήταν εξαιρετικά εντυπωσιακή και μπορούσε να παρατηρηθεί ακόμη και από τόσο τεράστιες αποστάσεις.

Η ανακάλυψη αυτή αμφισβητεί, όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα για την εξέλιξη των άστρων. Οι υπερκαινοφανείς έχουν κατηγοριοποιηθεί εδώ και δεκαετίες σε τύπους όπως II, Ib και Ic, ανάλογα με τα στοιχεία που περιέχουν. Τώρα οι επιστήμονες εισάγουν μια νέα κατηγορία, τον τύπο Ien, που χαρακτηρίζεται από την παρουσία βαρέων στοιχείων στα πιο εσωτερικά στρώματα του άστρου. Η ύπαρξη αυτού του τύπου δείχνει, ότι οι μέχρι τώρα θεωρίες μας είναι ελλιπείς και ότι τα άστρα μπορεί να πεθαίνουν με τρόπους που δεν είχαμε ποτέ φανταστεί.

Το μεγάλο ερώτημα: Πόσο συχνά συμβαίνουν τέτοιες εκρήξεις;

Για τους αστρονόμους, το εύρημα αυτό είναι μόνο η αρχή. Αν και η παρατήρηση του SN2021yfj αποτελεί μοναδικό γεγονός, το ερώτημα παραμένει: πόσο συχνά εμφανίζονται τέτοιες υπερκαινοφανείς στο Σύμπαν; Μήπως ήταν απλώς τύχη που εντοπίσαμε αυτό το φαινόμενο ή μήπως υπάρχουν πολλές ακόμα περιπτώσεις, που απλώς δεν έχουμε τα κατάλληλα μέσα να ανιχνεύσουμε; Ο αστροφυσικός Άνταμ Μίλερ τονίζει, ότι οι υπάρχουσες μέθοδοι παρατήρησης ίσως δεν είναι αρκετές, για να αποκαλύψουν τέτοιες εκρήξεις, ενώ στο μέλλον νέα τηλεσκόπια, όπως το Vera C. Rubin Observatory, θα μπορούσαν να εντοπίσουν περισσότερες.

Η σημασία της ανακάλυψης είναι τεράστια. Για πρώτη φορά έχουμε χειροπιαστές αποδείξεις, για το πώς δομούνται τα τεράστια άστρα στο εσωτερικό τους και για το πόσο βίαια μπορεί να είναι τα τελευταία τους στάδια. Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η περίπτωση αυτή  δεν μοιάζει με τίποτα που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Ίσως, λοιπόν, να βρισκόμαστε στην αρχή ενός νέου κεφαλαίου στην κατανόηση της ζωής και του θανάτου των άστρων.

 φωτ.: Adam Makarenko/W. M. Keck Observatory