Некоторые элементы, используемые живыми системами, гораздо более распространены в Кассиопее А, чем мы думали, что указывает на то, что некоторые части нашей галактики могут быть более подходящими для жизни, чем другие.
Остаток сверхновой Кассиопея А NASA/JPL-Caltech/O. Krause (обсерватория Стюарда)
В Кассиопее А, самой молодой из известных взорвавшихся звезд нашей Галактики, астрономы обнаружили удивительно высокое содержание хлора и калия. Эти элементы содержат нечётное число протонов в своих атомных ядрах, и хотя считается, что их меньше во Вселенной, они необходимы для формирования планет и существования живых систем. Это означает, что открытие, сделанное в Кассиопее А, может иметь значение для определения возможных мест обитания внеземной жизни в Млечном Пути.
Взорвавшиеся звёзды – остатки сверхновых – содержат множество элементов, таких как кислород и магний, с чётным числом протонов в своих ядрах. Ядра с нечётным числом протонов, принадлежащие к «нечётным» элементам, по своей природе менее стабильны и, следовательно, с меньшей вероятностью образуются в процессе слияния звёзд. Это отражено в моделях химической эволюции нашей галактики, которые, как правило, предсказывают очень низкие уровни нечётных элементов.
«[В результате] происхождение этих нечетных Z-элементов долгое время оставалось неопределенным», — говорит Кай Мацунага из Киотского университета, Япония.
Мацунага и его коллеги поняли, что рентгеновская спектроскопия высокого разрешения может стать шагом к решению этой загадки. В условиях высокой температуры остатка сверхновой атомы теряют электроны и испускают чёткие рентгеновские «отпечатки», которые может зарегистрировать чувствительный детектор. Миссия XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), запущенная в сентябре 2023 года, является достаточно чувствительным детектором и дважды наблюдала Кассиопею А в декабре 2023 года.
Чтобы оценить, какое количество каждого элемента присутствовало, исследователи сравнили слабые сигналы от нечетных элементов Z с более сильными сигналами от четных элементов Z, таких как сера и аргон, используя их в качестве устойчивых точек отсчета для получения более точных показаний по нечетным элементам Z.
Результаты показывают, что сверхновая Кассиопея А произвела гораздо больше хлора и калия, чем предсказывают стандартные модели. Это говорит о том, что теоретикам, возможно, следует переосмыслить, как массивные звёзды создают эти редкие элементы, поскольку некоторые широко используемые модели не соответствуют конкретным условиям Кассиопеи А.
«Хотя авторы подчёркивают, что их наблюдения противоречат предыдущим моделям, картина более сложная», — говорит Стэн Вусли из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, не принимавший участия в исследовании. «Дело не в том, что все наши модели ошибочны. Некоторые работают лучше других, а некоторые согласуются с данными достаточно хорошо. Главное, что эти наблюдения дают астрономам новую, конкретную информацию для совершенствования моделей и лучшего понимания того, что происходит при взрыве массивной звезды».
Новые измерения также позволили Мацунаге и его коллегам начать проверку некоторых давних теорий о том, как могут образовываться элементы с нечётным Z-хромосомой в массивных звёздах — посредством вращения звёзд, взаимодействия пар двойных звёзд или слияния различных горящих слоёв в глубинах звезды. До сих пор не было возможности проверить эти теории на основе реальных данных.
«Мы до сих пор не до конца понимаем, какой тип звёзд внёс вклад в [этот] галактический состав», — говорит Катарина Лоддерс из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури, которая не принимала участия в исследовании. «Особенно важно происхождение хлора — элемента, в изобилии встречающегося в наших океанах».
Радикальная идея о том, что пространство-время помнит, может перевернуть космологию
Появились новые данные о том, что ткань пространства-времени может состоять из «ячеек памяти», хранящих всю историю Вселенной. Если это правда, это может объяснить природу тёмной материи и многое другое.
Если эти результаты подтвердятся и для других остатков сверхновых, они также могут изменить наши представления о распределении необходимых для жизни элементов в Млечном Пути. Некоторые регионы могут быть лучше обеспечены необходимыми для жизни компонентами, чем другие, в зависимости от того, какие звёзды заселили их планеты, что может указывать на неравномерное распространение инопланетной жизни по нашей Галактике.
«Это, конечно, возможно, — добавляет Мацунага, — но мы не можем сказать этого наверняка, основываясь на текущих результатах». По его словам, неясно, является ли Кассиопея А аномалией, производящей столь большое количество элементов с нечётным Z-типом, или же она типична для остатков сверхновых в целом. «Дальнейшие наблюдения других остатков сверхновых с помощью XRISM или новых инструментов будут иметь решающее значение для ответа на этот вопрос».
Природная астрономия DOI: 10.1038/s41550-025-02714-4
Мировая столица астрономии: Чили
. Откройте для себя астрономические достопримечательности Чили. Посетите одни из самых технологически продвинутых обсерваторий мира и понаблюдайте за звёздами под одним из самых чистых небес на Земле.
Узнать больше
Источник: www.newscientist.com
