Moartea unui astronom

Stelele sunt în esență centrale energetice de fuziune uriașe. Stelele care durează între milioane și miliarde de ani sunt în echilibru pentru cea mai mare parte a vieții lor. Deși atracția gravitațională tinde să atragă întregul material al unei stele într-un singur punct, energia produsă prin procesele de fuziune din nucleu tinde spre exterior, contracarând astfel atracția gravitațională. Soarele nostru este o stea relativ ușoară în care energia este furnizată în prezent de o fuziune de hidrogen. După ce se termină, după o scurtă perioadă de fuziune folosind heliu, lăsând faza roșie gigantică a propriei noastre stele centrale, trăiește ca o pitică albă pitică timp de miliarde de ani.

Moartea stelelor mai grele este un eveniment mult mai furtunos decât acesta. La stelele cu o masă de 10-100 de mase solare, producția de elemente din număr tot mai mare are loc în procesele de fuziune până când aproape întregul nucleu al stelei este transformat în atomi de fier. Fuziunea atomilor de fier ar necesita acum investiția de energie, așa că în această eră, producția internă de energie va fi întreruptă brusc. Datorită predominanței gravitației, materialul straturilor exterioare ale stelei cade spre interior. La atingerea miezului, straturile exterioare sunt aruncate din stea în timpul exploziei supernova, în timp ce centrul în sine este transformat într-o stea de neutroni sau o gaură neagră, în funcție de masa stelei și, astfel, de intensitatea exploziei.

Ce se întâmplă când explodează o stea cu adevărat imensă, cu sute de mase solare? Acești uriași dezvoltă un echilibru complet diferit față de omologii lor cu greutate mai mică. Conform teoriilor, fotonii produși în nucleu și care călătoresc spre exterior au o energie atât de mare încât formează perechi de particule elementare, electroni și pozitroni, așa că în acest proces producția de energie a stelei este utilizată pentru a crea particule elementare masive din fotoni non-masici. În cazul acestor uriași, însă, când steaua se prăbușește, straturile exterioare nu cad pe un miez aproape pur de fier, ci pe un nucleu de atomi de oxigen mult mai ușori. Acest miez fierbinte de oxigen comprimat explodează extrem de violent în timpul reacției termonucleare rezultate, care distruge aproape complet miezul stelar.

Rămășițe ale supernei lui Kepler. Materialul scăpat odată în explozie de o stea care a trăit cândva în centrul structurii formează încă un anvelopă în expansiune (Sursa: NASA)

Deși o teorie care descrie aceste procese a fost dezvoltată în urmă cu câțiva ani, niciun astfel de obiect nu a fost observat până acum. Recent, un grup de cercetători germani, englezi, chinezi și americani, conduși de oameni de știință israelieni, au investigat supernova SN 2007bi, care a explodat într-o galaxie pitică îndepărtată. În studii, s-a constatat că obiectul observat se potrivește perfect modelului de mai sus. Analizând datele, cercetătorii au descoperit că masa stelei ar fi putut ajunge la 200 de mase solare. Observarea unei stele cu o masă atât de enormă este, de asemenea, interesantă, deoarece, conform observațiilor și teoriilor noastre din partea previzibilă a Universului, aproximativ 150 de mase solare reprezintă limita superioară a masei stelelor și chiar unii oameni de știință spun că limita superioară a dimensiunea stelelor. SN 2007bi, pe de altă parte, confirmă faptul că există încă stele cu o masă atât de enormă, deși extrem de rare; de fapt, stele mult mai mari, de până la 1.000 de mase solare, ar fi putut trăi la începutul vieții Universului.

Gigantul stelar care explodează a fost detectat într-o mică galaxie pitică. Mărimea acestui sistem este de-abia cu un secol de dimensiunea propriei noastre Căi Lactee. Potrivit cercetătorilor, astfel de galaxii pitice ar putea găzdui stele gigantice similare, în care efectele necunoscute până acum permit traversarea materialului ponderat în masă de 150.

Studiile viitoare ale supernovai observate și ale stelelor gigant similare vor oferi o perspectivă asupra proceselor de explozie ale stelelor uriașe și pot ajuta la înțelegerea modului în care acestea au contribuit la formarea compoziției materiale actuale a Universului. Supernove care au trăit în trecut au fost esențiale în producerea elementelor mai grele și aducerea lor în mediul cosmic. Acești nori cosmici „poluați” s-ar putea să fi evoluat mai târziu în sisteme planetare care ar putea fi capabile să ducă viața. Este interesant, de exemplu, că în timpul exploziei de supernovă am observat că aproape 100 de mase solare (!) De nichel cu un număr de 56 de mase s-au format din aproape 100 de mase solare care distrugeau, potrivit cercetătorilor.