Древняя гигантская звезда взорвалась так, как ученые даже не предполагали

Странный объект в Млечном Пути уносит в себе отпечаток уникального взрыва гигантской звезды, которая существовала миллиарды лет назад, в период космического рассвета. Исследование этого феномена было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и доступно на arXiv.

Химический состав данной звезды, известной как J0931+0038, настолько необычен, что он, вероятно, состоит из остатков огромной звезды, масса которой по меньшей мере в 50 раз превышает массу Солнца. Эта звезда породила элементы до своего взрыва в сверхновую.

Еще более странно то, что, согласно теории, такая массивная звезда должна была коллапсировать непосредственно в черную дыру после своей смерти. Это означает, что не должно было произойти сверхновое взрыва, который обычно сопровождает образование странных элементов.

"Мы никогда раньше не сталкивались с чем-то подобным", — говорит астроном Алекс Джи из Чикагского университета, возглавлявший исследование.

"Что бы ни произошло тогда, это, должно быть, было удивительным. Мы прозвали [прародительницу сверхновой] "Звездой Барбенхаймера' из-за ее внушительного нуклеосинтеза".

Производство большинства элементов во Вселенной является результатом деятельности звезд. После Большого взрыва 13,8 миллиардов лет назад, когда космос остыл достаточно для формирования атомов, в нем образовалась смесь, главным образом состоящая из водорода и небольшого количества гелия. Именно из этого материала зародились первые звезды.

Звезды являются своего рода "фабриками" элементов благодаря различным методам нуклеосинтеза. Они получают энергию от термоядерного синтеза, который происходит в их ядрах, сталкивая атомы и создавая более тяжелые элементы.

Однако этот процесс ограничивается созданием железа. Синтез более тяжелых элементов требует больше энергии, чем выделяется в результате, поэтому звезда заканчивает свой жизненный цикл, когда достигает стадии железа.

Во время сверхнового взрыва звезды в высокоэнергетической среде формируются более тяжелые элементы, которые выбрасываются в космос и включаются в состав следующих поколений звезд.

Химический состав звезды может рассказать многое о ее собственной истории. Например, звезды, родившиеся недавно, имеют более высокое содержание тяжелых элементов, что помогает определить их возраст. Разные элементы могут также раскрывать информацию о предшествующих звездах, в которых образовались более тяжелые элементы.

J0931+0038 — это красный гигант малой массы, находящийся в сферической области пространства, окружающей диск Млечного Пути, известной как галактическое гало. В этом галактическом гало часто встречаются очень старые и необычные звезды, поэтому астрономы часто обращают внимание на этот регион в поисках ключей к ранней истории Вселенной.

J0931+0038 впервые был обнаружен SDSS в 1999 году, но тогда не был проанализирован в цвете. Только в 2019 году последующее исследование позволило получить полный спектр света этой звезды — ключевой момент для определения ее химического состава, так как различные элементы взаимодействуют с светом на определенных длинах волн.