.webp)
5 Minute
Observație și descoperire
Astronomii au observat un interior neobișnuit de expus al unei stele masive muribunde în supernova SN2021yfj, descrisă de cercetători drept 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 care înconjoară SN2021yfj este dominat de gaz bogat în siliciu — o compoziție care, în mod normal, se află la doar câteva luni de timp de ardere față de nucleul de fier și este rar observată în ejectele unor supernove.
Descoperirea oferă o sondă directă rară a structurii interne a unei stele pre-supernovă și susține modele de lungă durată ale nucleosintezei stelare și fizicii colapsului de nucleu. Instrumente de la observatoare, inclusiv Keck, au permis spectroscopie și imagistică care au identificat semnătura chimică și structura de viteză a mantalei gazoase din jurul exploziei. Detectarea provoacă înțelegerea noastră despre cât de adânci straturi stelare pot fi îndepărtate înainte de colapsul nucleului și indică pierderea rapidă de masă sau interacțiunea binară drept cauza probabilă.
Fuziunea stelară, structura stratificată și colapsul nucelar
Cum construiește fuziunea straturi
Stelele masive produc energie și elemente prin etape succesive de fuziune nucleară. Hidrogenul fuzionează în heliu pentru milioane de ani; etapele ulterioare creează 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 zile până la luni, în timp ce arderea hidrogenului poate dura milioane de ani. Aceste faze succesive de ardere creează o stratificare în stil ceapă a elementelor în jurul nucleului.
Pe măsură ce steaua evoluează, își pierde și masa prin vânturi stelare sau erupții. De obicei, mantalele circumstelare observate în jurul supernovelor cu colaps de nucleu conțin straturi de hidrogen, heliu sau carbon — produse ale fazelor anterioare, cu ardere mai lentă. Straturile cele mai interne (neon, oxigen, siliciu) se formează la scurt timp înainte de explozie și de obicei rămân aproape de suprafața stelară, astfel că sunt rareori observate în materialul circumstelar anterior supernovei.
Ce face SN2021yfj excepțională
Schulze și colegii au constatat că mantaua de gaz iluminată de SN2021yfj poartă amprenta chimică a siliciului — ceea ce sugerează că material din vecinătatea imediată a nucleului de fier a fost expulzat înainte ca steaua să explodeze. Un vânt stelar constant și stabil este puțin probabil să îndepărteze straturi atât de adânci într-un interval atât de scurt, ceea ce îl face pe mecanismul legat de interacțiunea binară cea mai plauzibilă: un companion apropiat poate smulge gravitațional straturile exterioare rapid, expunând și ejectând material bogat în siliciu.
Detectarea unui material 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 producerii elementelor în interiorul stelelor masive și arată că, în anumite condiții, acele zone interne pot fi expulzate în spațiu înainte de colapsul nucleului. Acest lucru are implicații pentru cât din fiecare element este returnat în mediul interstelar de către supernovele cu colaps de nucleu — date critice pentru modelele de evoluție chimică galactică și formarea planetelor.
Implicații, tehnologii și pașii 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 domeniile optic și infraroșu, precum și spectroscopia în serie temporală a unor evenimente similare, vor ajuta la cuantificarea cât de frecvent apare striparea extremă și dacă alte elemente din straturile interne (oxigen, neon) sunt ejectate în mod similar. Facilitățile și telescoapele de sondaj viitoare, care oferă detectare rapidă a tranzienselor și spectroscopie de înaltă rezoluție, vor fi esențiale pentru a surprinde astfel de episoade timpuriu.
Comentariu de expert: Dr. Maya Alvarez, astrofizician observațional (ficțional), comentează: "SN2021yfj oferă o vedere neobișnuit de directă în ultimele luni din viața unei stele masive. Dacă striparea binară va fi confirmată în mai multe cazuri, va trebui să rafinăm modelele de evoluție stellară pentru a include transferul rapid de masă pre-supernovă și efectul său asupra randamentelor de nucleosinteză."
Concluzie
SN2021yfj reprezintă un reper observațional important: arată material bogat în siliciu din adâncul unei stele masive situat într-o mantie circumstelară înainte de colapsul nucleului. Rezultatul întărește modelele teoretice ale arderii nucleare stratificate, evidențiind în același timp rolul pierderii rapide de masă sau al interacțiunilor binare în expunerea straturilor interne 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, implicit, a vieții.
Sursa: scitechdaily
Comentarii