5 Minute
Observație și descoperire
Astronomii au observat un interior neobișnuit de expus al unei stele masive aflate în fază terminală în supernova SN2021yfj, descrisă de cercetători ca „o supernovă extrem de dezbrăcată”. Într-un studiu publicat în Nature la 20 august 2025, Steve Schulze (Northwestern University) și colaboratorii au raportat că materialul circumstelar în jurul SN2021yfj este dominat de gaz bogat în siliciu — o compoziție care, în mod normal, se găsește la doar câteva luni de ardere față de miezul de fier și este rar întâlnită în ejectele de supernovă.
Descoperirea oferă o sondare directă, rară, a structurii interne a unei stele pre-supernova și susține modele de lungă durată ale nucleosintezei stelare și ale fizicii colapsului nucleului. Instrumente de la observatoare, inclusiv Keck, au permis spectroscopie și imagistică care au identificat semnătura chimică și structura de viteză a învelișului de gaz din jurul exploziei. Detectarea pune în discuție înțelegerea noastră despre cât de adânci pot fi îndepărtate straturile stelare înainte de colaps și indică pierderea rapidă de masă sau interacțiunea binară drept cauzele cele mai probabile.
Fuziunea stelară, structura stratificată și colapsul nucleului
Cum formează fuziunea straturile
Stelele masive produc energie și elemente prin etape succesive de fuziune nucleară. Hidrogenul se contopește în heliu timp de milioane de ani; etapele ulterioare formează carbon, neon, oxigen, siliciu și, în final, fier. Fiecare etapă de fuziune funcționează pe intervale de timp tot mai scurte: arderea siliciului, de exemplu, poate dura de la zile la luni, în timp ce arderea hidrogenului poate dura milioane de ani. Aceste faze succesive de ardere creează o stratificare asemănătoare unei cepe a elementelor în jurul nucleului.
Pe măsură ce steaua evoluează, își pierde și masa prin vânturi stelare sau erupții. De obicei, învelișurile circumstelare observate în jurul supernovelor prin colaps de nucleu conțin straturi de hidrogen, heliu sau carbon — produse ale fazelor anterioare de ardere mai lentă. Straturile cele mai interioare (neon, oxigen, siliciu) se formează imediat înaintea exploziei și, de obicei, rămân aproape de suprafața stelară, astfel că rareori sunt observate în materialul circumstelar anterior supernovei.
Ce face SN2021yfj excepțională
Schulze și colegii au constatat că învelișul de gaz iluminat de SN2021yfj poartă amprenta chimică a siliciului — ceea ce sugerează că material provenind foarte aproape de nucleul de fier a fost expulzat înainte ca steaua să explodeze. Un vânt stelar constant obișnuit este puțin probabil să poată îndepărta straturi atât de adânci într-un interval atât de scurt, ceea ce indică interacțiunea binară ca mecanism cel mai plauzibil: un companion apropiat poate răpi gravitațional rapid straturile exterioare, expunând și ejectând material bogat în siliciu din zonele profunde.
Detectarea materialului circumstelar dominat de siliciu este semnificativă deoarece oferă un test direct al modelelor de ardere târzie și al proceselor de pierdere de masă. Rezultatul confirmă așteptările teoretice privind succesiunea producției de elemente în interiorul stelelor masive și arată că, în anumite condiții, zonele interioare pot fi expulzate în spațiu înainte de colapsul nucleului. Acest lucru are implicații asupra cantității din fiecare element pe care supernovele prin colaps de nucleu o readuc în mediul interstelar — date esențiale pentru modelele de evoluție chimică galactică și pentru formarea planetelor.
Implicații, tehnologii și pași următori
Descoperirea informează mai multe domenii ale astrofizicii: evoluția stelară, dinamica stelelor binare, randamentele nucleosintezei și feedback-ul supernovelor în galaxii. Observațiile de urmărire în benzile optică și infraroșu și spectroscopia în serie temporală a unor evenimente similare vor ajuta la cuantificarea frecvenței stripping-ului extrem și dacă și alte elemente din straturile interioare (oxigen, neon) sunt ejectate în mod similar. Facilitățile și telescoapele de sondaj viitoare, care oferă detectare rapidă a tranzienților și spectroscopie de înaltă rezoluție, vor fi esențiale pentru a surprinde astfel de episoade din timp.
Perspectivă de expert Dr. Maya Alvarez, astrofiziciană observațională (ficțională), comentează: „SN2021yfj oferă o privire neobișnuit de directă asupra ultimelor luni din viața unei stele masive. Dacă stripping-ul binar va fi confirmat în mai multe cazuri, va trebui să rafinăm modelele de evoluție stelară pentru a lua în calcul transferul rapid de masă pre-supernova și efectul său asupra randamentelor nucleosintezei.”
Concluzie
SN2021yfj reprezintă un reper observațional important: arată material bogat în siliciu din zone profunde ale unei stele masive aflat într-un înveliș circumstelar înainte de colapsul nucleului. Rezultatul întărește modelele teoretice ale arderii nucleare stratificate, subliniind în același timp rolul pierderii rapide de masă sau al interacțiunii binare în expunerea straturilor stelare profunde. Înțelegerea modului în care supernovele ejectează elemente precum oxigenul, siliciul și neonul rămâne esențială pentru explicarea evoluției chimice a galaxiilor și a condițiilor care au permis formarea planetelor — și a vieții.
Sursa: scitechdaily
Comentarii