Astronomët kanë hedhur një vështrim në strukturën e brendshme të një ylli në vdekje, në një shpërthim të rrallë kozmik të quajtur “supernovë jashtëzakonisht e zhveshur.”
Në një punim të publikuar sot në Nature, Steve Schulze nga Universiteti Northwestern në SHBA dhe kolegët e tij përshkruajnë supernovën 2021yfj dhe një shtresë të trashë gazi që e rrethon atë.
Zbulimet e tyre mbështesin teoritë ekzistuese për atë që ndodh brenda yjeve masivë në fund të jetës së tyre — dhe si ata kanë formuar blloqet ndërtuese të universit që shohim sot.
Si i krijojnë yjet elementet
Yjet furnizohen me energji përmes fuzionit bërthamor – një proces ku atomet më të lehta bashkohen për të formuar atome më të rënda, duke çliruar energji.
Fuzioni ndodh në faza gjatë jetës së yllit. Në cikle të njëpasnjëshme, së pari hidrogjeni (elementi më i lehtë) shndërrohet në helium, e më pas formohen elementë më të rëndë si karboni. Yjet më masivë vazhdojnë me neonin, oksigjenin, silikonin dhe më në fund hekurin.
Çdo cikël djegieje është më i shpejtë se ai i mëparshmi. Cikli i hidrogjenit mund të zgjasë për miliona vjet, ndërsa cikli i silikonit përfundohet për disa ditë.
Ndërkohë që bërthama e një ylli masiv vazhdon të digjet, gazi jashtë bërthamës merr një strukturë të shtresuar, ku secila shtresë tregon përbërjen nga ciklet e fuzionit.
Gjatë gjithë këtij procesi, ylli gjithashtu humb gaz nga sipërfaqja përmes erërave yjore. Çdo cikël fuzioni krijon një shtresë të re gazi që përmban një përzierje të ndryshme elementësh.
Rrëzimi i bërthamës
Çfarë ndodh me një yll masiv kur bërthama e tij është mbushur me hekur? Presioni dhe temperatura e lartë bëjnë që hekuri të përpiqet të fusionojë, por ndryshe nga fuzioni i elementëve të lehtë, ky proces thith energji në vend që të çlirojë.
Lirimi i energjisë nga fuzioni është ajo që e ka mbajtur yllin të qëndrueshëm kundër gravitetit – prandaj tani, bërthama kolapson. Në varësi të madhësisë fillestare, bërthama e kolapsuar do të bëhet ose një yll neutronik ose një vrimë e zezë.
Ky proces kolapsi shkakton një “kërcim”, i cili dërgon energji dhe materie jashtë. Ky quhet një shpërthim supernove nga kolapsi i bërthamës.
Shpërthimi ndriçon shtresat e gazit të lëshuara më parë nga ylli, duke na lejuar të shohim përbërjen e tyre. Në të gjitha supernovat e njohura deri tani, ky material ishte nga shtresat e hidrogjenit, heliumit ose karbonit, të krijuara në dy ciklet e para të fuzionit.
Shtresat e brendshme (neoni, oksigjeni dhe silikoni) krijohen vetëm disa qindra vjet para se ylli të shpërthejë, që do të thotë se nuk kanë kohë të largohen shumë larg nga ylli.
Një mister shpërthyes
Por kjo është ajo që e bën supernovën e re SN2021yfj kaq interesante. Schulze dhe kolegët zbuluan se materiali jashtë yllit vinte nga shtresa e silikonit, shtresa e fundit mbi bërthamën e hekurit, që formohet vetëm disa muaj para shpërthimit.
Kjo do të thotë se era yjore ka nxjerrë të gjitha shtresat deri te silikoni para se të ndodhte shpërthimi. Astronomët nuk e kuptojnë si mund të ketë qenë era yjore kaq e fuqishme për të bërë këtë.
Skenari më i besueshëm është se ka qenë i përfshirë një yll i dytë. Nëse një yll tjetër orbitoi atë që shpërtheu, graviteti i tij mund të ketë tërhequr me shpejtësi shtresën e thellë të silikonit.
Yjet që shpërthejnë krijuan universin që njohim sot
Cilado qoftë shpjegimi, ky vështrim i thellë brenda yllit ka konfirmuar teoritë tona për ciklet e fuzionit bërthamor brenda yjeve masivë.
Pse është kjo e rëndësishme? Sepse yjet janë vendi ku krijohen të gjithë elementët.
Karboni dhe azoti prodhohen kryesisht nga yje me masë të vogël, të ngjashëm me diellin tonë. Disa elementë të rëndë si ari krijohen në mjedise të jashtëzakonshme, si përplasjet e yjeve neutronikë.
Por oksigjeni dhe elementë të tjerë si neoni, magnezi dhe squfuri vijnë kryesisht nga supernovat e kolapsit të bërthamës.
Ne jemi çfarë jemi për shkak të funksionimit të brendshëm të yjeve. Prodhimi i vazhdueshëm i elementeve nga yjet bën që universi të ndryshojë vazhdimisht. Yjet dhe planetët që formohen më vonë janë shumë të ndryshëm nga ata të krijuar më herët.
Kur universi ishte më i ri, kishte shumë më pak elementë “interesantë”. Gjithçka funksiononte disi ndryshe: yjet digjeshin më nxehtë dhe më shpejt dhe planetet mund të formoheshin më pak, ndryshe, ose aspak.
Sa shpërthejnë supernovat dhe çfarë hedhin ato në hapësirën ndëryjore është një pyetje thelbësore për të kuptuar pse universi dhe bota jonë janë ashtu siç janë.
