Телескоп XRISM обнаружил хлор и калий в остатках сверхновой
Астрономы впервые четко зафиксировали рентгеновское излучение хлора и калия в остатках погибшей звезды. Открытие сделали благодаря данным японского аппарата XRISM. Прибор Resolve на борту телескопа обнаружил эти химические элементы в туманности Кассиопея A. Это расширяющееся облако обломков находится на расстоянии около 11 тысяч световых лет от Земли в северном созвездии Кассиопеи.
Звезды производят почти все элементы во Вселенной тяжелее водорода и гелия. В недрах светил высокая температура и давление объединяют легкие атомы, например углерода, в более тяжелые. Так формируются слои вещества, которые напоминают строение луковицы. Ядерные реакции происходят и во время взрывов сверхновых, когда звезда исчерпывает топливо и коллапсирует. Состав и расположение элементов в обломках позволяют ученым восстановить историю жизни звезды и детали ее гибели даже спустя сотни лет.
Некоторые элементы, такие как кислород, углерод и неон, встречаются часто. Их легко обнаружить и отследить. Хлор и калий найти сложнее, поэтому информации об их формировании у астрономов меньше. При этом они играют важную роль для жизни на Земле. Калий необходим для работы клеток и мышц в человеческом организме, поэтому исследователи стремятся выяснить его космическое происхождение.
Туманность Кассиопея A образовалась после взрыва сверхновой более 340 лет назад. Она занимает пространство около 10 световых лет, а в ее центре находится сверхплотная нейтронная звезда. Ранее обсерватория NASA «Чандра» уже находила в этом остатке следы железа, кремния и серы. В декабре 2023 года ученые дважды направили на туманность инструмент Resolve. Высокая чувствительность прибора позволила выделить сигнатуры хлора и калия. Их количество оказалось значительно выше ожидаемого. Также прибор заметил возможные признаки фосфора.
Телескоп показал резкое изменение структуры звезды прямо перед ее взрывом
Астрономы полагают, что слои ядерного синтеза внутри звезды нарушились еще до взрыва. Вещество активно перемешивалось, и это создало условия для образования большого количества хлора и калия. Ученые наложили данные наблюдений XRISM на изображение туманности от телескопа «Чандра». Выяснилось, что редкие элементы сосредоточены в юго-восточной и северной частях остатка. Такое неравномерное распределение указывает на то, что звезда обладала асимметрией еще до своей гибели.
Результаты исследования помогают лучше понять процессы ядерного синтеза, которые идут в звездах перед превращением в сверхновую. Миссию XRISM возглавляет Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA в сотрудничестве с NASA и Европейским космическим агентством. Научную статью с итогами работы опубликовали в журнале Nature Astronomy.
На обложке Кассиопеи A, снятая в среднем инфракрасном диапазоне камерой NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб». Источник: Wikimedia
