Odkrycie w galaktyce Drogi Mlecznej gwiazdy o niezwykłej sygnaturze chemicznej rzuca nowe światło na procesy zachodzące we wszechświecie. Gwiazda, znana jako J0931+0038, zawiera składniki, które mogły powstać tylko w wyniku eksplozji ogromnej gwiazdy, przekraczającej 50 razy masę naszego Słońca. Astronomowie twierdzą, że taki obiekt powinien teoretycznie zamienić się w czarną dziurę, a nie eksplodować jako supernowa, co czyni to odkrycie jeszcze bardziej zadziwiającym.
Zespół badawczy pod kierunkiem Alexa Ji z Uniwersytetu Chicago i Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ochrzcił prekursora supernowej mianem „Gwiazdy Barbenheimera” z uwagi na jej spektakularne osiągnięcia w dziedzinie nukleosyntezy. Nukleosynteza to proces, w którym gwiazdy tworzą nowe elementy, łącząc atomy w swoich jądrach. Proces ten kończy się na żelazie; dalsze łączenie atomów żelaza w cięższe pierwiastki jest niemożliwe, co oznacza koniec życia gwiazdy.
Gwiazda J0931+0038, będąca czerwonym olbrzymem o niewielkiej masie, znajduje się w halo Drogi Mlecznej – regionie wypełnionym starymi i nietypowymi gwiazdami, które często dostarczają informacji o wczesnym wszechświecie. To właśnie tam astronomowie szukają wskazówek na temat początków kosmosu.
Odkrycie J0931+0038 miało miejsce dzięki obserwacjom SDSS. Dopiero jednak w 2019 roku udało się uchwycić pełne spektrum światła gwiazdy, co było kluczowe dla zidentyfikowania jej składu chemicznego. Analiza wykazała, że gwiazda ma niezwykle niskie stężenie pierwiastków o nieparzystej liczbie atomowej jak sód czy aluminium, ale jest bogata w elementy bliskie żelazu, takie jak nikiel czy cynk. Ponadto, zawierała nieoczekiwanie wysokie stężenia pierwiastków cięższych niż żelazo, na przykład strontu i palladu.
Jennifer Johnson z Ohio State University zwraca uwagę, że nigdy wcześniej nie zaobserwowano takiego połączenia cech w jednej gwiazdzie. Naukowcy doszli do wniosku, że większość metali w J0931+0038 pochodziła z jednego, niezwykle ubogiego w metale źródła nukleosyntezy: gwiazdy o masie 50 do 80 razy większej niż masa Słońca, która eksplodowała, wyrzucając swoje „wnętrzności” w przestrzeń. Z tych pozostałości narodziła się J0931+0038.
Co zadziwiające, według dotychczasowych modeli formowania elementów, gwiazda takiej masy powinna była ulec grawitacyjnemu zapadnięciu, a nie eksplodować na zewnątrz. Sanjana Curtis z University of California w Berkeley, współkierująca badaniami, podkreśla, że żaden istniejący model formowania elementów nie potrafi wytłumaczyć obserwowanych danych. Cały wzorzec elementów wydaje się niemal sprzeczny z sobą.
To zagadka, na którą naukowcy jeszcze nie znaleźli odpowiedzi. Tylko odkrycie więcej takich nietypowych gwiazd i modelowanie ich powstawania pozwoli zrozumieć, jak „Gwiazda Barbenheimera” żyła, umierała i pozostawiła po sobie ślady, które stanowią dla nas zagadkę jeszcze wiele eonów później.
Źródło: Science Alert
