Σοκ στους αστρονόμους: Παράξενο σουπερνόβα βρέθηκε γυμνό μέχρι τον πυρήνα του

Ένας συνοδός αστέρας μπορεί να απογύμνωσε τα στρώματα πυριτίου ενός άστρου, ανοίγοντας έτσι ένα νέο παράθυρο στην κατανόηση του θανάτου των άστρων. Οι αστρονόμοι κατάφεραν να παρατηρήσουν τα εσωτερικά στρώματα ενός ετοιμοθάνατου άστρου μέσα από έναν σπάνιο τύπο αστρικής έκρηξης, γνωστής ως «εξαιρετικά απογυμνωμένο σουπερνόβα». Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 20 Αυγούστου 2025 στο περιοδικό Nature, ο Στιβ Σουλτσε του Πανεπιστημίου Northwestern στις Ηνωμένες Πολιτείες και οι συνεργάτες του παρουσίασαν τα ευρήματά τους σχετικά με το σουπερνόβα 2021yfj και το παχύ κέλυφος αερίου που το περιβάλλει. Τα αποτελέσματά τους ενισχύουν παλαιότερες θεωρίες για το τι συμβαίνει στο εσωτερικό των γιγαντιαίων άστρων στο τέλος της ζωής τους, καθώς και για το πώς αυτές οι διεργασίες συμβάλλουν στη δημιουργία των θεμελιωδών στοιχείων του σύμπαντος.

Η ενέργεια των άστρων προέρχεται από την πυρηνική σύντηξη, μια διαδικασία κατά την οποία ελαφρύτερα άτομα ενώνονται για να σχηματίσουν βαρύτερα, απελευθερώνοντας ενέργεια. Η σύντηξη εξελίσσεται σε διαδοχικά στάδια στη διάρκεια της ζωής ενός άστρου. Στην αρχή, το υδρογόνο συγχωνεύεται σε ήλιο και στη συνέχεια παράγονται ολοένα βαρύτερα στοιχεία, όπως ο άνθρακας. Τα μεγαλύτερα άστρα φτάνουν να παράγουν νέον, οξυγόνο, πυρίτιο και τελικά σίδηρο. Κάθε νέο στάδιο καύσης διαρκεί λιγότερο από το προηγούμενο· ενώ η καύση του υδρογόνου μπορεί να συνεχιστεί για εκατομμύρια χρόνια, η καύση του πυριτίου κρατά μόνο λίγες ημέρες. Καθώς ο πυρήνας συνεχίζει να καίγεται, τα αέρια γύρω του διαμορφώνουν στρώματα που αντανακλούν την ακολουθία αυτών των κύκλων, ενώ παράλληλα το άστρο αποβάλλει ύλη μέσω αστρικών ανέμων, δημιουργώντας στο διάστημα κελύφη με διαφορετικά μείγματα στοιχείων.

Όταν ο πυρήνας γεμίσει με σίδηρο, η κατάρρευση είναι αναπόφευκτη. Ο σίδηρος δεν απελευθερώνει ενέργεια κατά τη σύντηξή του αλλά την απορροφά, οδηγώντας τον πυρήνα σε βίαιη κατάρρευση. Η διαδικασία αυτή δημιουργεί ένα «αναπήδημα», που εκτοξεύει ύλη και ενέργεια προς τα έξω, σχηματίζοντας μια έκρηξη σουπερνόβα κατάρρευσης πυρήνα. Η έκρηξη φωτίζει τα στρώματα αερίου που έχουν αποβληθεί νωρίτερα, επιτρέποντας στους αστρονόμους να δουν τη σύνθεσή τους. Μέχρι σήμερα, τα παρατηρούμενα υλικά προέρχονταν πάντα από τα στρώματα υδρογόνου, ηλίου ή άνθρακα. Τα βαθύτερα στρώματα, όπως αυτά του νέον, του οξυγόνου και του πυριτίου, δημιουργούνται λίγο πριν την έκρηξη και δεν προλαβαίνουν να απομακρυνθούν αρκετά.

Όποια κι αν είναι η εξήγηση, αυτή η σπάνια παρατήρηση προσφέρει μια ματιά στο εσωτερικό ενός άστρου, επιβεβαιώνοντας τις θεωρίες μας για τους κύκλους πυρηνικής σύντηξης. Και αυτό έχει τεράστια σημασία, καθώς τα άστρα είναι οι γεννήτορες όλων των στοιχείων. Ο άνθρακας και το άζωτο παράγονται κυρίως σε άστρα μικρής μάζας όπως ο Ήλιος μας, ενώ βαρύτερα στοιχεία όπως ο χρυσός σχηματίζονται σε συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων. Ωστόσο, το οξυγόνο και στοιχεία όπως το νέον, το μαγνήσιο και το θείο προέρχονται από εκρήξεις σουπερνόβα κατάρρευσης πυρήνα.