Вибух зірки Cassiopeia A змінив наукове уявлення про походження життя у Всесвіті

Науковці з університетів Кіото та Мейдзі вперше зафіксували критично високий вміст калій хлориду у залишках наднової Кассіопея A. Відкриття стало можливим завдяки японському рентгенівському супутнику XRISM (X‑Ray Imag­ing and Spec­troscopy Mis­sion) і розкрило давню загадку походження цих життєво важливих елементів. Результати опубліковано у журналі Nature Astron­o­my.

Хлор і калій належать до так званих odd‑Z елементів — із непарним числом протонів. Вони мають ключове значення для біологічних процесів і формування планет, однак теоретичні моделі досі не могли пояснити їхню кількість у Всесвіті. За розрахунками, зорі мали б виробляти лише близько десятої частини від спостережуваного рівня.

Команда проаналізувала рентгенівське випромінювання від залишку наднової Cas­siopeia A, одного з найвідоміших у Чумацькому Шляху. Інструмент Resolve на борту XRISM має енергетичну роздільну здатність у десять разів вищу за попередні прилади, що дозволило виявити слабкі спектральні лінії рідкісних елементів. Порівняння даних із моделями нуклеосинтезу показало, що вміст хлору та калію перевищує прогнози у кілька разів — це перше підтвердження того, що одна наднова може виробити достатньо цих елементів для пояснення їхньої присутності у космосі.

Дослідники припускають, що надлишкове утворення елементів зумовлене інтенсивним внутрішнім змішуванням у масивних зорях, яке може виникати через швидке обертання, взаємодію подвійних систем або злиття оболонок. «Коли ми вперше побачили дані Resolve, то виявили елементи, яких не очікували побачити. Зробити таке відкриття за допомогою супутника, який ми створили, — це справжня наукова радість», — зазначив головний автор дослідження Тошікі Сато.

Результати свідчать, що елементи, необхідні для життя, народжуються в екстремальних умовах усередині вибухаючих зірок. Вчені планують продовжити спостереження за іншими залишками наднових за допомогою XRISM, щоб визначити, чи є підвищене виробництво хлору й калію типовим явищем або ж унікальною особливістю Cas­siopeia A. «Питання про те, як з’явилася Земля і життя, є вічним. Ми відкрили лише крихітну частину цієї великої історії, але для мене велика честь бути частиною цього пошуку», — підсумував співавтор роботи Кай Мацунаґа.