Телескоп «Чандра» показал распределение химических элементов в погибшей звезде

Астрономы на основе данных c космического телескопа «Чандра» смогли построить карты распределения в остатке сверхновой Кассиопея А химических элементов, которые синтезируются на финальных этапах жизни звезды, и оценить их количество. Об этом рассказывается в пресс-релизе на сайте обсерватории. Результаты наблюдений помогут лучше понять механизмы звездного нуклеосинтеза, в результате которого образуются тяжелые химические элементы.

Практически все химические элементы во Вселенной, за исключением водорода и небольшой доли легких элементов до бериллия, образовались в ходе различных ядерных реакций в недрах звезд на разных этапах их жизни. Элементы легче железа могут образоваться в звезде благодаря реакциям слияния ядер (называемых «ядерным горением»). Элементы тяжелее железа в обычной звезде при ее жизни образоваться не могут (мешает увеличивающийся кулоновский барьер тяжелых ядер), поэтому процессы их образования протекают в условиях взрыва сверхновых или слиянии компактных объектов, в ходе реакций нейтронного захвата, протонного захвата и фотоядерной реакции.

Остаток сверхновой Кассиопея А находится на расстоянии в 11 тысяч световых лет от Земли. Свет от взрыва дошел до нас около 325 лет назад. Размер расширяющегося после взрыва облака на сегодняшний день оценивается в десять световых лет. Тип сверхновой определен как IIb, это означает, что произошел гравитационный коллапс массивной звезды. Остаток ярко излучает во всех областях электромагнитного спектра, в его центре находится нейтронная звезда, которая, возможно, является магнетаром. Предполагается, что звезда-прародитель была в шестнадцать раз тяжелее Солнца и потеряла примерно две трети этой массы благодаря звездному ветру за несколько сотен тысяч лет до взрыва.

Данные наблюдений телескопа «Чандра» в рентгеновском диапазоне помогли исследователям построить карты распределения различных химических элементов, таких как кремний, сера, кальций и железо, в остатке сверхновой. Кроме того, благодаря данным с других телескопов, астрономы нашли в остатке углерод, азот, фосфор, кислород и водород, которые являются «строительными элементами» молекулы ДНК. По оценкам ученых при взрыве в межзвездную среду попало около 10 тысяч масс Земли в виде серы, 20 тысяч масс Земли в виде кремния, 70 тысяч масс Земли в виде железа и около 3 масс Солнца в виде кислорода.

Ранее мы рассказывали о том, как выглядит остаток сверхновой в 3D и его 15 лет жизни, каким образом сверхновая раскрыла роль «центральных машин» в гамма-всплесках и как «Хаббл» увидел световое эхо от взрыва сверхновой. 

Александр Войтюк