Ο Steve Schulze, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Northwestern, αναζητούσε νέα σουπερνόβα, όταν στις 6 Σεπτέμβριου έπεσε πάνω σε μια παράξενη έκρηξη (2021yfj) που άφησε πίσω της ένα ιδιαίτερα εκτεθειμένο κουφάρι! Το ετοιμοθάνατο αστέρι είχε πολύ αγχωτικό θάνατο, με το την αστρική του επιφάνεια να απογυμνώνεται και να αποκαλύπτει τα εσωτερικά του στρώματα. «Γρήγορα παρατηρήσαμε ότι αυτή η σουπερνόβα ήταν διαφορετική από οτιδήποτε είχαμε δει πριν», δήλωσε ο Schulze.
Όταν τα τεράστια αστέρια φτάνουν στο τέλος τους, δημιουργούν μια δομή από κελύφη που αποτελούνται από διαφορετικά στοιχεία. Αυτά τα κελύφη είναι ιδιαίτερα δύσκολο να παρατηρηθούν, καθώς η τεράστια έκρηξη που ακολουθεί τα αναμιγνύει τόσο πολύ που οι πιθανότητες παρατήρησης του κάθε στρώματος ξεχωριστά, είναι αδύνατη. Αυτή τη φορά όμως, οι αστρονόμοι είχαν την ευκαιρία να παρατηρήσουν τα διακριτά στρώματα που αποτελούν ένα αστέρι, μέσω ενός πρόσφατα ανακαλυφθέντος σουπερνόβα, με το όνομα 2021yfj, που είναι εντελώς διαφορετικό. Με αυτά τα δεδομένα οι ερευνητές δημιούργησαν μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature και αμφισβητεί τα υπάρχοντα μοντέλα για τους αστρικούς κύκλους ζωής και τις διαδικασίες που οδηγούν στην τεράστια έκρηξη και τον θάνατό των γιγαντιαίων άστρων.
Τα αστέρια κατά τη γέννησή τους είναι λαμπερές μπάλες υδρογόνου. Η τεράστια πίεση και οι υψηλές θερμοκρασίες στον πυρήνα, μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο, μέσω πυρηνικής σύντηξης. Όταν τελειώσει όλη η μετατροπή του υδρογόνου σε ήλιο, τότε το ήλιο ξεκινάει να μετατρέπεται σε άνθρακα και στη συνέχεια σε σίδηρο. Όλα αυτά συμβαίνουν στον πυρήνα του άστρου. «Αυτό μετατρέπει το αστέρι σε μια πολυεπίπεδη δομή», είπε ο Schulze. Ένα στρώμα πλούσιο σε οξυγόνο, πυρίτιο και θείο είναι θαμμένο κάτω από πολλά άλλα υλικά και σχηματίζεται λίγους μήνες πριν εκραγεί το αστέρι, καθιστώντας αδύνατη την άμεση παρατήρηση – μέχρι τώρα.
Η εγκατάσταση Zwicky Transient στο San Diego της Καλιφόρνια εντόπισε για πρώτη φορά την σουπερνόβα 2021yfj, ενώ παρακολουθούσε τον νυχτερινό ουρανό κάθε δύο έως τρεις ημέρες. Μετά την αρχική παρατήρηση, οι ερευνητές ξεκίνησαν πιο βαθιά μελέτη του γεγονότος, καθώς οι φασματικές ενδείξεις που λάμβαναν ήταν περίεργες. Τα μυστηριώδη χαρακτηριστικά του φάσματος, έδειχναν πως παράγονται από θείο, πυρίτιο και αργό. «Οποιοδήποτε ήλιο θα έπρεπε να είχε καταναλωθεί κατά τη διάρκεια προηγούμενων σταδίων σύντηξης», δήλωσε ο Schulze. «Έτσι, η ανίχνευση ηλίου στο φάσμα του SN 2021yfj είναι πολύ περίεργη».
Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχουμε τη δυνατότητα να παρατηρήσουμε ένα άστρο, απογυμνωμένο από τα πλούσια σε οξυγόνο και πυρίτιο στρώματα. Πρόκειται μια πολύ σπάνια περίπτωση, που συμβαίνει λόγω ισχυρών αστρικών ανέμων, εκρήξεων και άλλων αλληλεπιδράσεων, από ένα συνοδό αστέρι, σύμφωνα με τους ερευνητές.
«Αυτή είναι η πρώτη φορά που παρατηρήσαμε τα εσωτερικά κελύφη ενός τεράστιου άστρου, κάτι που είναι σημαντικό για τον έλεγχο και την ενίσχυση των μοντέλων μας για την αστρική εξέλιξη», δήλωσε ο Schulze. «Οι παρατηρήσεις των απογυμνωμένων αστεριών και των σουπερνόβα είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση και την επικύρωση των μοντέλων αστρικής εξέλιξης».
«Το SN 2021yfj αποκαλύπτει ότι η κατανόησή μας για το πώς εξελίσσονται και τερματίζουν τη ζωή τους τα τεράστια αστέρια είναι ακόμη ελλιπής», πρόσθεσε.
