Μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων είναι ο μόνος τρόπος παραγωγής βαρέων στοιχείων, βαρύτερων από τον ψευδάργυρο. Ταυτόχρονα γνωρίζουμε ότι βαρέα στοιχεία παρήχθησαν λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη από την οποία προέκυψε το Σύμπαν.
Η αστρική έκρηξη «μαγνητοπεριστροφική υπερ-νόβα» βοηθάει τους επιστήμονες να εξηγήσουν το μυστήριο των στοιχείων του Γαλαξία μας, ηλικίας 13 δισεκατομμυρίων ετών
Όμως στο νεαρό Σύμπαν δεν ήταν εφικτό να έχουν υπάρξει συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων. Απαιτείται έτσι η ανάδειξη κάποιας άλλης πηγής παραγωγής βαρέων στοιχείων.
Η ανακάλυψη ενός αρχαίου άστρου στον γαλαξία μας, το SMSS J2003-1142, παρέχει στους επιστήμονες τα πρώτα στοιχεία για μια άλλη πηγή δημιουργίας βαρέων στοιχείων όπως το ουράνιο και πιθανώς ο χρυσός.
Το αρχαίο άστρο βρίσκεται στο «φωτοστέφανο» ή άλως που υπάρχει γύρω από τον Γαλαξία μας. Αυτή η άλως αποτελείται από καυτά αέρια που τροφοδοτείται συνέχεια από ύλη που εκτοξεύεται από νεογέννητα άστρα ή από άστρα που βρίσκονται στα τελικά στάδια της ζωής τους. Στο φωτοστέφανο βρίσκεται το 1% των άστρων του γαλαξία μας.
Ομάδα ερευνητών αναφέρει ότι εντόπισε βαρέα στοιχεία στο SMSS J2003-1142 τα οποία δεν προέκυψαν από την συγχώνευση άστρων νετρονίων αλλά από την κατάρρευση και έκρηξη ενός ταχύτατα περιστρεφόμενου άστρου με μάζα 25 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου που διέθετε πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι πρόκειται για ένα άγνωστο μέχρι σήμερα τύπο κοσμικής έκρηξης τον οποίο ονόμασαν «μαγνητοπεριστροφική υπερ-νόβα». H ανακάλυψη αναμένεται να ανοίξει ένα νέο πεδίο κοσμολογικών ερευνών και να φωτίσει άγνωστες πτυχές της εξέλιξης του Σύμπαντος.
Το SMSS J2003-1142 παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2016 στην Αυστραλία και στη συνέχεια ξανά τον Σεπτέμβριο του 2019 χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο στη Χιλή. Βρίσκεται 6000 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Dorado, άρα στον δικό μας Γαλαξία. Η ηλικία του υπολογίζεται σε 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια και το αστέρι θα γεννηθεί, επομένως, λιγότερο από διακόσια εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Από αυτές τις παρατηρήσεις, οι αστρονόμοι μελέτησαν τη χημική σύνθεση του αστεριού. Η ανάλυση τους αποκάλυψε περιεκτικότητα σε σίδηρο περίπου 3.000 φορές χαμηλότερη από αυτή του ηλίου. Με άλλα λόγια, το SMSS J2003-1142 είναι χημικά πρωτόγονο.
Τα στοιχεία που παρατήρησαν σε αυτό πιθανότατα παρήχθησαν από ένα μονογονεϊκό αστέρι, αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Υπογραφές ενός αστέρι που περιστρέφεται γρήγορα
Η χημική σύνθεση του SMSS J2003-1142 μπορεί να αποκαλύψει τη φύση και τις ιδιότητες του γονικού του αστεριού. Ιδιαίτερα σημαντική είναι οι ασυνήθιστα υψηλές ποσότητες αζώτου, ψευδαργύρου και βαρέων στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του ευρωπίου και του ουρανίου.
Τα υψηλά επίπεδα αζώτου στο SMSS J2003-1142 υποδεικνύουν ότι το γονικό αστέρι είχε ταχεία ιδιοπεριστροφή, ενώ τα υψηλά επίπεδα ψευδαργύρου δείχνουν ότι η ενέργεια της έκρηξης ήταν περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη από μια «φυσιολογική» σουπερνόβα – που σημαίνει ότι θα ήταν υπερ-νόβα. Επίσης, μεγάλες ποσότητες ουρανίου θα απαιτούσαν την παρουσία πολλών νετρονίων.
Τα βαριά στοιχεία που μπορούμε να παρατηρήσουμε στο SMSS J2003-1142 σήμερα είναι όλα στοιχεία που αποδεικνύουν ότι αυτό το αστέρι δημιουργήθηκε ως αποτέλεσμα μιας πρώιμης μαγνητοκινητικής έκρηξης υπερ-νόβας.
Και η εργασία των αστρονόμων παρείχε επομένως την πρώτη απόδειξη ότι τα μαγνητοστροφικά γεγονότα της υπερνόβας είναι πηγή βαρέων στοιχείων στον γαλαξία μας (παράλληλα με τις συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων).
