В остатке сверхновой нашли элементы, необходимые для зарождения жизни

Один из самых изученных остатков сверхновых в нашей Галактике — Кассиопея А — находится на расстоянии около 11 тысяч световых лет от Земли в созвездии Кассиопеи (Cas). По оценкам, вспышка произошла около 350 лет назад, однако увидеть ее не удалось из-за обилия межзвездной пыли. Сегодня Кассиопея А представляет собой разлетающееся облако горячего газа диаметром около 10 световых лет, в центре которого находится нейтронная звезда. 

Недавно с помощью высокоточного рентгеновского спектрометра Resolve, установленного на борту XRISM, ученые впервые зафиксировали в остатках Кассиопеи А отчетливые линии излучения фосфора (Р), хлора (CI) и калия (K) — химических элементов с нечетным атомным номером, которые очень редко наблюдают в подобных объектах. Образуются такие элементы с трудом, а их происхождение до сих пор оставалось загадкой. 

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy показали, что концентрация всех трех элементов в остатке неожиданно высока, а содержание хлора и калия примерно в три-пять раз превышает солнечные значения. В частности, отношение калия (K) к аргону (Ar) в Кассиопее А оказалось примерно на 30% выше солнечного, а хлора (Cl) к сере (S) — чуть выше нормы. Такой химический «отпечаток» совпадает с прогнозами для звезд, переживших сильное вращение или слияние оболочек перед коллапсом ядра. 

«Джеймс Уэбб» доказал, что планеты состоят из звездной пыли Ученые давно подозревают, что планеты «сложены» из звездной пыли, разлетевшейся после бесчисленных взрывов сверхновых — вспышек, во время которых «умирающие» звезды сбрасывают огромные массы своего… naked-science.ru

Неравномерное распределение фосфора (Р), хлора (CI) и калия (K) по объекту также указало на образование элементов задолго до взрыва: наибольшие концентрации зафиксировали в богатых кислородом областях на северо-востоке и юго-востоке Кассиопеи А. 

Чтобы объяснить выявленную «аномалию», международная группа астрономов под руководством Тосики Сато (Tosiki Sato) из Университета Мэйдзи (Япония), сравнила данные, полученные с помощью XRISM с современными моделями взрывов и эволюции сверхновых звезд. Оказалось, что данные наблюдений лучше всего согласуются с моделями, в которых учитываются дополнительные физические процессы — вращение светил, взаимодействие с компаньоном или слияние ядерных оболочек. Именно такие процессы приводят к интенсивному перемешиванию вещества в недрах светила, создавая условия для активного синтеза нечетных элементов. 

Найден идеальный по форме остаток сверхновой Когда звезда взрывается сверхновой, ее оболочка разлетается во все стороны. Материя оболочки сталкивается с веществом межзвездного пространства, ударная волна образует причудливой формы туманность … naked-science.ru

В случае с Кассиопеей А наиболее вероятным сценарием оказалось слияние ядерных оболочек — процесс, при котором соседние слои звезды с разными типами термоядерного горения частично объединяются, порождая избыточное количество фосфора, хлора и калия.  

Исследователи заключили, что подобные предсмертные процессы в массивных звездах играют ключевую роль в образовании веществ, из которых формируются планеты и живые организмы. Дальнейшие наблюдения с помощью XRISM и других рентгеновских обсерваторий позволят понять, как часто гибель массивных светил обогащает Галактику жизненно важными элементами.