Откуда берутся элементы, необходимые для жизни? Они взрываются в пространство после смерти некоторых звезд. Исследователи уже давно изучили взрывоопасные звезды и их «остатки сверхновых», чтобы разобраться в процессе производства и распространения элементов.
Из-за «эволюционного статуса» Кассиопея А выступает одним из наиболее изученных остатков сверхновых. Новый снимок от рентгеновской обсерватории Чандра показывает локацию различных элементов: кремний (красный), сера (желтый), железо (фиолетовый) и кальций (зеленый). Каждый из них выпускает рентгеновские лучи в узких энергетических диапазонах, позволяя создавать специфические карты. Взрывная волна – синее внешнее кольцо.
Остатки сверхновых важны для изучения, потому что они поддерживают высокий нагрев (миллионы градусов) даже спустя тысячи лет после взрыва. Поэтому многие остатки ярко светятся на длинах рентгеновских лучей, не заметных для обычных телескопов.
Чандра позволяет ученым собирать детальную информацию об элементах, выброшенных при взрыве в пространство. Сведения показывают, что конкретная сверхновая создала огромное количество ключевых космических составляющих. В Кассиопее А обнаружили 10000 земных масс серы и примерно 20000 земных масс кремния.
Также в обзоре зафиксировали водород, углерод, азот и фосфор, заметные при использовании других телескопов. В сочетании с обнаружением кислорода мы знаем, что видим элементы, необходимые для создания ДНК.
Кислород – наиболее распространенный элемент в человеческом организме (65%), кальций помогает формировать и поддерживать здоровыми кости и зубы, а железо – важная часть эритроцитов, транспортирующих кислород по организму. Весь кислород в нашей системе исходит от взрыва массивных звезд. Примерно половина кальция и 40% железа также созданы этими взрывами.
Многие ученые считают, что звездный взрыв, создавший Кассиопею А, произошел в 1680 году. Изначальная звезда была массивнее Солнца в 16 раз, но потеряла примерно 2/3 массы за несколько сотен тысяч лет до взрыва.
Еще при своей жизни звезда начала сливать водород и гелий в ядре, чтобы сформировать более тяжелые элементы (нуклеосинтез). Созданная при этом энергия уравновешивала звезду и силу тяжести. Реакции продолжались до появления железа в ядре, после чего энергия начала потребляться.
Внутри формируется плотное ядро, а потом внешние слои вместе с элементами выбрасываются в пространство, где с ними происходят последующие ядерные реакции.
Чандра много раз наблюдала за Кассиопеей А. Телескоп запустили в космос в 1999 году. Различные инструменты помогли получить целостную картину нейтронной звезды, детали взрыва и процесса выброса элементов.