Спасибо взрывающимся звездам за зубы и кости

Большая часть кальция во Вселенной произведена массивными взрывающимися звездами.

Астроном Карл Саган однажды сказал, что «мы все сделаны из звездного вещества». Это утверждение поэтически подводит итог тому факту, что атомы углерода, азота и кислорода в наших телах, а также атомы всех других тяжелых элементов были выкованы внутри предыдущих поколений звезд.

Согласно новому исследованию, около половины кальция во Вселенной было рассеяно сверхновыми – огромными взрывами, которые происходят в конце жизни массивной звезды, когда ее ядерное топливо исчерпано и больше не поддерживается высвобождением ядерной энергии.

Читайте: Типы звезд – горячее, яркое путешествие по Вселенной

Счастливые случайности

Астрономы всегда знали, что сверхновые несут ответственность за создание и распространение тяжелых элементов, таких как золото или платина. Однако синтез кальция всегда оставался загадкой из-за отсутствия доказательств. Тот факт, что наблюдения сверхновых настолько редки, сделал проблему еще более сложной.

Но, как это иногда бывает, счастливое стечение обстоятельств пролило свет на нее. В прошлом году астроном-любитель Джоэл Шеперд заметил яркую вспышку в свой телескоп, когда наблюдал за спиральной галактикой Messier 100. Шеперд сразу же поделился своими наблюдениями с астрономическим сообществом, которое быстро идентифицировало ярко-оранжевую точку как сверхновую. И это был редкий случай, поскольку наблюдение было сделано в течение нескольких часов после взрыва.

Последующие наблюдения за взрывом звезды, названным SN2019ehk, были выполнены в оптическом свете в Обсерватории Нейла Герелса Свифта НАСА, обсерватории Лика в Калифорнии и Обсерватории Кека на Гавайях. Обсерватория Свифта провела наблюдения за событием в рентгеновском и ультрафиолетовом свете, которые показали, что это была сверхновая, богатая кальцием.

Согласно исследованию, опубликованному в The Astrophysical Journal международной группой из более чем 70 ученых, звезды, ответственные за сверхновые, богатые кальцием, сбросили слои минерала в последние месяцы перед взрывом. Тепло и давление сверхновой – это то, что на самом деле движет синтезом кальция.

«Наблюдая за тем, что эта звезда сделала в последний месяц, прежде чем она достигла своего критического, бурного конца, мы заглянули в ранее неизведанное место», – сказал доктор Винн Якобсон-Галан, исследователь из Северо-Западного университета.

Обычно звезды производят небольшое количество кальция, когда сжигают свой запас гелия. Однако новое исследование показывает, что сверхновые в течение нескольких секунд создают и высвобождают большое количество кальция.

«До этого события у нас была косвенная информация о том, какие сверхновые, богатые кальцием, могут быть, а какие нет. Теперь мы можем с уверенностью исключить несколько возможностей », – сказала доктор Раффаэлла Маргутти, также из Северо-Западного университета. «Взрыв пытается остыть. Он хочет отдавать свою энергию, и выброс кальция – эффективный способ сделать это»

Хотя космический телескоп Хаббл наблюдал M100 в течение последних 25 лет, он каким-то образом упустил краткую светимость SN2019ehk. К счастью, один увлеченный астроном справился с этой задачей, и из этого последовало чудесное открытие. Последующие наблюдения Хаббл над местом сверхновой также дали подсказки об истинной природе бывшей звезды.

«Без этого взрыва вы бы не узнали, что там вообще что-то было», – сказала Маргутти. «Даже Хаббл этого не видел».

DOI: 10.3847/1538-4357/ab9e66