.webp)
5 Minute
Observație și descoperire
Astronomii au observat un interior neobișnuit de expus al unei stele masive care moare în supernova SN2021yfj, descrisă de cercetători ca o „supernovă extrem de dezbrăcată”. Într-un studiu publicat în Nature pe 20 august 2025, Steve Schulze (Northwestern University) și colaboratorii săi au raportat că materia circumstelară care înconjoară SN2021yfj este dominată de gaz bogat în siliciu — o compoziție care, în mod normal, se află la doar câteva luni de timp de ardere față de miezul de fier și este rar observată în ejecta de supernovă.
Descoperirea oferă o sondare directă, rară, a structurii interne a unei stele pre-supernova și susține modele îndelungate privind nucleosinteza stelară și fizica colapsului miezului. Instrumente de la observatoare precum Keck au permis spectroscopie și imagistică care au identificat semnătura chimică și structura de viteză a cojii gazoase în jurul exploziei. Detectarea provoacă revizuirea înțelegerii noastre despre cât de adânci pot fi eliminate straturile stelare înainte de colaps și indică o pierdere rapidă de masă sau o interacțiune binară drept cauza probabilă.
Fuziunea stelară, structura stratificată și colapsul miezului
Cum creează fuziunea straturile
Stelele masive produc energie și elemente prin etape succesive de fuziune nucleară. Hidrogenul se transformă în heliu timp de milioane de ani; etapele ulterioare formează carbon, neon, oxigen, siliciu și, în final, fier. Fiecare etapă de fuziune funcționează pe scale de timp progresiv mai scurte: de exemplu, arderea siliciului 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 în foițe, asemănătoare unei cepe, în jurul nucleului stelar.
Pe măsură ce steaua evoluează, ea pierde și masă prin vânturi stelare sau erupții. De obicei, cojile circumstelare observate în jurul supernovelor cu colaps de nucleu conțin straturi de hidrogen, heliu sau carbon — produse ale fazelor de ardere anterioare, mai lente. Straturile interioare (neon, oxigen, siliciu) se formează imediat înainte de explozie și, de regulă, rămân aproape de suprafața stelară, astfel că rareori sunt observate în materia circumstelară anterior supernovei.
Ce face SN2021yfj excepțională
Schulze și colegii au constatat că cojile gazoase iluminate de SN2021yfj poartă amprenta chimică a siliciului — ceea ce sugerează că material din apropierea miezului de fier a fost expulzat înainte ca steaua să explodeze. Un vânt stelar constant obișnuit este puțin probabil să înlăture straturi atât de adânci într-un interval atât de scurt, ceea ce lasă interacțiunea binară ca mecanismul cel mai plauzibil: un companion apropiat poate stripui gravitațional straturile externe rapid, expunând și ejectând material bogat în siliciu.
Detectarea unei materii circumstelare dominate 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, acele zone interioare pot fi expulzate în spațiu înainte de colapsul miezului. Aceasta are implicații pentru cât din fiecare element supernovele cu colaps de nucleu returnează 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 sistemelor stelare binare, randamentele nucleosintezei și feedback-ul supernovelor în galaxii. Observațiile de urmărire în domeniul optic și infraroșu, precum și spectroscopia în serie temporală a unor evenimente similare, vor ajuta la cuantificarea frecvenței fenomenului de stripping extrem și la verificarea dacă alte elemente din straturile interne (oxigen, neon) sunt ejectate în mod similar. Facilitățile viitoare și telescoapele de sondaj care oferă detectare rapidă a tranzienților și spectroscopie de înaltă rezoluție vor fi esențiale pentru a surprinde astfel de episoade din timp.
Comentariu de expert Dr. Maya Alvarez, astrofizician observațional (ficțional), comentează: "SN2021yfj oferă o vedere directă, neobișnuită, 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 include transferul rapid de masă pre-supernova și efectul său asupra randamentelor de nucleosinteză."
Concluzie
SN2021yfj reprezintă o bornă observativă importantă: arată material bogat în siliciu din interiorul profund al unei stele masive aflat în coaja circumstelară înainte de colapsul miezului. Rezultatul întărește modelele teoretice ale arderii nucleare stratificate, evidențiind în același timp rolul pierderii rapide de masă sau al interacțiunii binare în expunerea straturilor interioare stelare. 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, în ultimă instanță, a vieții.
Sursa: scitechdaily
Comentarii