Chlor i potas to pierwiastki niezbędne dla powstania życia i planet. Według obecnych modeli, gwiazdy wytwarzają około jedną dziesiątą ich obserwowanej ilości we Wszechświecie.

Grupa badaczy z Uniwersytetów Kioto i Meiji postanowiła sprawdzić tzw. pozostałość po supernowej, aby znaleźć ślady występowania tych pierwiastków. Do obserwacji wykorzystali rentgenowskiego satelitę XRISM, wystrzelonego przez japońską agencję kosmiczną JAXA w 2023 roku. Przeprowadzono spektroskopowe obserwacje w wysokiej rozdzielczości obiektu Cassiopea A, który jest mgławicą powstałą po wybuchu supernowej w XVII wieku. Obecnie mgławica ma promień około 10 lat świetlnych.

Dzięki mikrokalorymetrowi, który daje dziesięciokrotnie lepszą rozdzielczość w wysokich energiach, niż poprzednie detektory promieniowania rentgenowskiego, wykryto słabe linie emisyjne od rzadkich pierwiastków. Okazało się, że w przypadku chloru i potasu linie są znacznie silniejsze niż przewidywane przez standardowe modele supernowych.

Rezultat stanowi pierwsze potwierdzenie obserwacyjne, że supernowa jest w stanie wytworzyć wystarczają ilość chloru i potasu. Autorzy badań przypuszczają, że produkcja tych pierwiastków może być znacznie wzmocniona przez silne mieszanie wewnątrz gwiazd masywnej, spowodowane szybką rotacją lub oddziaływaniem w układzie podwójnym.

Wyniki pokazują, że pierwiastki potrzebne dla życia powstają trudnych środowiskach głęboko wewnątrz gwiazd, czyli w miejscu o warunkach dalekich od potrzebnych do powstania samego życia. Pokazują też, że spektroskopia rentgenowska może posłużyć do badań procesów fizycznych zachodzących wewnątrz gwiazd oraz do ustalania pochodzenia pierwiastków.

Wyniki badań przedstawiono w „Nature Astronomy”. Zespół badawczy planuje obserwacje innych pozostałości po supernowych satelitą XRISM, aby sprawdzić czy uzyskany wynik to powszechna cecha, czy może wyjątkowa własność mgławicy Cassiopea A. (PAP)

cza/ agt/