Zvijezda koja ne bi trebala postojati

Znanstvenici su otkrili zvijezdu za koju vjeruju da nije slična nijednoj drugoj zabilježenoj do sada, što bi moglo promijeniti naše razumijevanje smrti zvijezda…

Ova misteriozna zvijezda, udaljena 13.000 svjetlosnih godina od nas, ima elementarni sastav koji sugerira da je nastala nakon eksplozije masivnije zvijezde na način koji nijedna postojeća teorija ne može objasniti.

Prema svemu što znamo, izvorna zvijezda trebala bi se pretvoriti u crnu rupu. Ili drugačije gledano, ne bi trebala uopće postojati.
No, zvijezda je tu, a znanstvenici još nemogu shvatiti kako.  Međutim, ono što znao jest da ovo otkriće može promijeniti našu sliku o tome kako zvijezde eksplodiraju i kako se stvaraju teži elementi.

Također nam pomaže bolje razumjeti kako su izgledale prve generacije zvijezda u svemiru. “Ovo otvara novi prozor u razumijevanje smrti najmasivnijih zvijezda u svemiru – i time i nastanka elemenata u svemiru”, rekao je Alex Ji, asistent profesor astronomije i astrofizike na Sveučilištu u Chicagu i prvi autor rada objavljenog na otvorenom serveru arXiv.

Ahh… te čudesne zvijezde

Otkako je Subrahmanyan Chandrasekhar prvi dokazao da zvijezde ne žive vječno već mogu umrijeti, znanstvenici otkrivaju načine na koje se to može dogoditi s različitim vrstama zvijezda. Danas znanstvenici smatraju da ne samo da zvijezde cijelo vrijeme eksplodiraju, već da je to jedan od glavnih načina na koji su stvoreni svi elementi u svemiru teži od vodika i helija. Te eksplozije, također poznate kao supernove, toliko su snažne da mogu kombinirati elemente kako bi stvorili nove. Nakon toga, iz oblaka elemenata koji ostaju, na kraju nastaju nove zvijezde.

Znanstvenici mogu utvrditi koje se vrste elemenata nalaze u zvijezdi gledajući svjetlost koju emitira, pa pažljivim mjerenjem sastava mnogih zvijezda mogu rekonstruirati vrste eksplozija koje su im vjerojatno prethodile. No, proučavajući podatke iz Sloan Digital Sky Survey-a, Ji i njegov tim primijetili su zvijezdu s neobičnim očitanjima. Upotrijebili su Magellanov teleskop u Čileu za detaljniji pregled. Odmah su uočili da se razlikuje od bilo koje prije zabilježene zvijezde.

“Sve u vezi s njom bilo je čudno”, rekao je Ji. “Elementi koje biste normalno imali u većim količinama, poput ugljika i natrija, vrlo su niski, dok su drugi elementi poput željeza i cinka vrlo visoki.”

To ukazuje na temeljnu razliku u načinu na koji je ova zvijezda nastala. Ukazuje na to da je nastala nakon vrlo različite vrste eksplozije od onih koje su znanstvenici ranije katalogizirali.

“Pregledali smo toliko mnogo modela supernove, ali ništa se nije uklapalo”, rekla je Sanjana Curtis, postdoktorska istraživačica na Sveučilištu u Chicagu, a sada na Sveučilištu u Kaliforniji Berkeley i druga autorica rada. Posebno, količina željeza sugerira da je zvijezda koja je eksplodirala bila prilično masivna – vjerojatno oko 80 puta masivnija od našeg sunca. “No prema najboljoj teoriji koju imamo sada, zvijezda te mase trebala bi se pretvoriti u crnu rupu umjesto da eksplodira”, rekla je Curtis. “Tako da još uvijek ne postoji model koji bi objasnio kako se to moglo dogoditi. “Nagovještava da nam možda trebaju bolje teorije fizike supernove, a možda čak i bolje teorije za evoluciju zvijezda”, rekla je.

Eksplozija koja je mogla uništiti… galaksiju?

Koliko znanstvenici mogu reći, prethodna zvijezda vjerojatno je pripadala jednoj od prvih generacija zvijezda u svemiru. Nakon što je eksplodirala, ostaci su se na kraju stisnuli u drugu generaciju zvijezda, od kojih je jedna ušla u Mliječni put, gdje su Ji, Curtis i njihovi kolege izmjerili njen sastav. No, kako je izgledala ta eksplozija? Sve što znamo je elementarni sastav, ali Ji misli da je ova eksplozija vjerojatno izgledala izrazito asimetrično kada se dogodila. “Jedna stvar za koju mislimo da potiče masivne zvijezde na eksploziju je energija koja se oslobađa u mlazovima”, objasnio je.

Jedno je sigurno – bila je to vrlo snažna eksplozija.

“Mislimo da je moguće da je bila dovoljno energična da sama uništi cijelu galaksiju, iako malu”, rekao je Ji.

Osim što sugerira novu vrstu supernove, otkriće nudi primamljiv nagovještaj te izgubljene prve generacije zvijezda u svemiru.

“Te rane zvijezde umrle su vrlo brzo”, rekla je Curtis. “Čak ni svemirski teleskop James Webb , najmoćniji teleskop koji imamo, ne može vidjeti te najranije zvijezde, pa zato gledamo ovu drugu generaciju. To je kao arheologija za zvijezde.”

Ako znanstvenici mogu pronaći više ovih neobičnih zvijezda druge generacije, to bi moglo pomoći u dokazivanju teorija o toj prvoj generaciji zvijezda i koliko su bile masivne. Znanstvenici su rekli da su počeli nazivati ovu neobičnost “Barbenheimer zvijezdom”, prema popularnom spoju filmova Barbie i Oppenheimer. “Odgovara ‘Barbie’ jer je spektakularna, a ‘Oppenheimer’ jer poput nuklearne fisije stvara nove elemente”, rekao je Ji.

Ovaj znanstveni rad je zakazan za objavu 22. siječnja u časopisu The Astrophysical Journal Letters.

Kosmos