Zdarza się, że kosmos gra z nami w otwarte karty, ale rzadko tak ostro. Supernowa SN2021yfj odsłoniła wnętrze masywnej gwiazdy na godziny przed śmiercią, jakby ktoś zdjął z niej wszystkie warstwy. W widmach pojawił się krzem, siarka i argon – pierwiastki z wewnątrz, nie z samej powierzchni. I to nie była zwykła eksplozja, tylko nagły błysk światła, proces, który na co dzień znajdujemy jedynie w podręcznikowych definicjach. I okazało się, że owe definicje są zbyt wąskie.
Gwiazdy to często struktury przypominające cebule (zapachniało trochę Shrekiem, prawda?): wodór i hel u góry, pod spodem warstwy węgla, tlenu, neonu, magnezu i krzemu, aż po żelazo w samym centrum. Fuzja utrzymuje je przy życiu, bo "ciśnienie promieniowania" równoważy grawitację. Kiedy proces dochodzi do żelaza, gra się kończy, bo łączenie żelaza nie daje już energii – rdzeń zapada się i uruchamia supernową. Proces dobrze przez nas znany, ale zwykle widzimy tylko efekt końcowy, rozmyty mieszaniem się warstw w trakcie eksplozji. Tym razem natura pokazała nam kartkę z brudnopisu ewolucji gwiazd. Tutaj "na brudno" pokazała nam epilog.
Obiekt zarejestrowany we wrześniu 2021 roku przez Zwicky Transient Facility zachował się inaczej, niż oczekiwano. Zanim wybuchł, zdążył zrzucić nie tylko wodór, ale także hel i węgiel, jakby pozbywał się płaszcza, a potem koszuli. Tuż przed końcem wyrzucił jeszcze grubą powłokę krzemu i siarki – warstwę, która normalnie pozostaje ukryta głęboko we wnętrzu. Gdy doszło do eksplozji, fala uderzeniowa oświetliła tę powłokę i zobaczyliśmy coś, czego nikt wcześniej nie widział – "gwiazdę obdartą ze skóry do kości". Ów obraz jasno wskazuje nam, że gwiazdy potrafią tracić materię bardziej agresywnie, niż zakładały konserwatywne modele.
Jasność to nic, ciekawsze było widmo wybuchu. Zwicky wykrywa szybkie pojaśnienia, ale dopiero teleskop Kecka na Hawajach "rozbił" światło i odsłonił sygnatury krzemu, siarki i argonu w otoczeniu supernowej oddalonej o około 2,2 miliarda lat świetlnych. Zespół współpracował z Avishayem Gal‑Yamem, który w tych liniach odczytał głębokie warstwy – nie do pomylenia z powierzchniowymi resztkami wodoru i helu. To nietypowe połączenie czasowe: ciężkie pierwiastki jako osobny, zewnętrzny "kokon" widoczny jeszcze przed pełnym wymieszaniem wyrzutów. A to od razu sugeruje, że mamy do czynienia z inną rodziną zdarzeń niż klasyczne typy Ib czy Ic.
Rodowód skorupy krzemowo‑siarkowej to kwestia akurat otwarta, ale możliwych scenariuszy jest kilka. Ekstremalne wiatry i epizodyczne wybuchy przed supernową mogły wypchnąć materiał na zewnątrz, podobnie jak interakcja w układzie podwójnym, która zdziera warstwy skuteczniej niż pobudzenia pulsacyjne. Autorzy skłaniają się jednak ku wersji, w której sama gwiazda „rozrywa się” wewnętrznymi niestabilnościami i krok po kroku traci to, co wytworzyła w późnych fazach życia. Aby pozostawić taką powłokę, całkowita utrata masy musiała sięgać około trzech mas Słońca, a w punkcie narodzin gwiazda miała prawdopodobnie blisko 60 mas Słońca. Krótko mówiąc: późna ewolucja bywa brutalna, a my widzimy jej ślady wprost.
Czytaj również: Punctum: tajemniczy punkt na niebie jaśniejszy niż supernowa
W efekcie mamy brak wodoru i helu w widmie, za to wyeksponowane sygnatury ciężkich pierwiastków w zewnętrznej powłoce. To pierwszy tego typu przypadek w ogóle. Jedno zdarzenie to li tylko anomalia, więc gra toczy się o następne obserwacja – i tu zaczyna się problem logistyczny. Przyszły przegląd nieba w Obserwatorium Very Rubin wykryje setki tysięcy supernowych rocznie, ale — niestety — bez widm; prosty model uczenia maszynowego, testowany przez autorów, nie wyłowiłby takiej osobliwości. Trzeba zastosować więc inne podejście.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
