Наднова SN2021yfj дала вченим безпрецедентну можливість зазирнути в саму суть вмираючої зірки, розкривши новий, раніше невідомий шлях її зоряної смерті.
Це небесне явище поставило під сумнів багаторічні уявлення про те, як помирають масивні зорі. SN2021yfj, розташована за 2,2 мільярда світлових років від Землі, не містила звичних для наднових легких елементів — водню, гелію чи вуглецю. Натомість у її спектрі домінували кремній, сірка та аргон, які зазвичай приховані в глибоких внутрішніх шарах зірки. “Це перший раз, коли ми побачили зірку, яка була по суті роздягнена до кісток”, — зазначає Стів Шульце.
У процесі ядерного синтезу масивна зоря, масою від 10 до 100 сонячних, створює все важчі елементи, спалюючи їх у послідовних оболонках. Зрештою утворюється залізне ядро, яке не здатне забезпечити подальший синтез і колапсує, провокуючи вибух наднової. Однак SN2021yfj викинула набагато більше речовини, ніж будь-яка відома наднова, — що натякає на глибоку зоряну нестабільність. “Повинно було статися щось дуже сильне, щоб викликати це”, — припускає Шульце.
Астрофізики вважають, що причиною могло стати явище “нестабільності пари” — процес, за якого зоря втрачає масу через внутрішні вибухи ще до остаточного колапсу. “Один з останніх викидів оболонки зіткнувся з уже існуючою, що спричинило блискуче випромінювання, яке ми побачили як SN2021yfj”, — додає він. Уперше вдалося зафіксувати зірку у фазі повного розкриття її внутрішньої структури, де відсутні навіть середні шари.
Вивчення спектра SN2021yfj стало можливим завдяки несподіваній допомозі колег: “Ми пішли спати розчаровані, але наступного ранку колега з Берклі надіслав нам спектр. Без нього ми б, можливо, не зрозуміли, що це був дивний і незвичайний вибух”, — згадує Адам Міллер. Він наголошує, що відкриття визначає новий тип наднових — тип Ien — і ставить під сумнів стандартні моделі зоряної еволюції.
Попри спроби пояснити подію — від взаємодії з зіркою-компаньйоном до надзвичайно сильного зоряного вітру — остання гіпотеза найрадикальніша: зірка розірвала себе зсередини, внаслідок епізодичних вибухів ядерного синтезу. Її ядерні шари поступово вивергалися, поки не оголилася кремнієво-сірчана серцевина.
“Ця подія буквально не схожа на те, що будь-хто коли-небудь бачив раніше”, — підкреслює Міллер. SN2021yfj відкрила вікно у надра зірок, підтвердила існування більш екзотичних шляхів їхнього кінця і нагадала, що наші підручники ще не охоплюють усю різноманітність космічних сценаріїв.