Кузня важких елементів: розкрито загадку походження дуже рідкісного типу зоряних вибухів.

Дуже рідкісний тип наднової, який виникає у зірок, що втратили оболонку з водню та гелію, є відомим джерелом багатьох важких хімічних елементів. Досі астрономи не могли точно визначити, виникають чи наднові типу Ic внаслідок вибуху дуже масивної одиночної зірки, чи цей процес є наслідком взаємодії менш масивної зірки та її супутника. Автори дослідження, опублікованого в журналі Nature Communications, вважають, що розгадали цю загадку, пише ScienceAlert.

Багато наднових, включаючи тип Ic, виникають внаслідок колапсу ядра масивних зірок, які досягли кінця свого життєвого циклу. Весь водень в ядрі зірки перетворився на важкі хімічні елементи, хоча для створення ще більш важких елементів потрібно більше енергії, ніж виробляє термоядерний синтез водню. Через те, що зірка не має достатньо енергії, її ядро не може протистояти гравітації і стискається, перетворюючись на нейтронну зірку або чорну діру. У цей час зовнішні шари зірки вилітають у космос. Так відбувається вибух наднової, в результаті якого виникають найважчі хімічні елементи.

Загадка наднових типу Ic полягає в тому, що на відміну від інших наднових, в оболонці зірок, які їх створили, немає водню та гелію. Але ці легкі хімічні елементи повинні там бути. Для пояснення цієї загадки раніше вчені запропонували два варіанти:

• наднові типу Ic вибухають величезні зірки з масою, яка в 20-30 разів перевищує масу Сонця, і вони створюють такий сильний зірковий вітер, що він зносить їх водень і гелій;
• наднові типу Ic вибухають менш масивні зірки з масою в 8-15 разів більше маси Сонця, які мають зірку-супутника меншого розміру, і остання своєю гравітацією забирає водень і гелій.

В обох випадках водень і гелій вилітають у космос до вибуху наднової, що призводить до відсутності цих елементів у викидах наднової. Вчені вирішили, що розгадати загадку походження наднових типу Ic допоможе їхнє оточення, і для цього вони використали радіотелескоп ALMA. Зокрема, астрономи вивчали газові хмари в місцях, де вибухнули наднові.

Завдяки хмарам молекулярного газу, що залишився на місці вибуху наднової, можна з'ясувати, наскільки масивною була зірка, що вибухнула. Вчені вивчали водневий газ, залишений надновими типу Ic, і порівняли його з таким же газом, залишеним надновими типу II, які були створені зірками масою, еквівалентною 8-15 масам Сонця. Водень в обох хмарах був однаковим, а це означає, що джерелом наднових типу Ic є менш масивні зірки з супутником. Саме ця зірка, як вважають вчені, забирає весь водень і гелій у більшої зірки ще до вибуху наднової. При цьому сила вибуху виштовхує зірку-супутника в іншу частину космосу, де вона продовжує своє життя далі.