סופרנובה מסוג חדש סיפקה מבט לליבו של כוכב גוסס

מאמר בכתב העת Nature תיאר פיצוץ, המכונה SN 2021yfj, שחשף את השכבות העמוקות ביותר של כוכב מסיבי רגעים ספורים לפני מותו. המחבר הראשי, סטיב שולץ מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, וצוות בינלאומי של חוקרים, אמרו שהפיצוץ יצר סוג חדש לחלוטין של סופרנובה והציעו לכנותה סוג 1en.

SN 2021yfj, שהתגלה בספטמבר 2021 על ידי מתקן ZFT בקליפורניה, נמצא במרחק של 2.2 מיליארד שנות אור מכדור הארץ. באור שהגיע מכיוונו לא היו טביעות האצבע הרגילות של מימן והליום, ובמקום זאת הוא זרח בסיליקון, גופרית וארגון. מכון ויצמן למדע בישראל ושותפים משלוש יבשות אישרו את התצפית באמצעות טלסקופים נוספים.

"מעולם לא צפינו בכוכב שנשחק במידה כזו", אמר שולץ. אניה נוג'נט מהמרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד-סמית'סוניאן, שלא השתתפה במחקר, הסכימה: "מכיוון שכל כך הרבה שכבות נשחקו מכוכב זה, הדבר אישר למעשה מה היו השכבות הללו".

הפיצוץ איפשר מבט חופשי על מבנה השכבות, שהמדענים מכירים בכוכבים מסיביים, בו גזים קלים יותר נמצאים בחוץ ואלמנטים כבדים יותר מצטופפים לקראת הליבה. כוכבים מסיביים, הכבדים פי עשרה עד מאה מהשמש, מתקיימים על ידי שריפת דלקים כבדים יותר ויותר: מימן, הליום, פחמן, ניאון, חמצן, סיליקון ולבסוף ברזל. כל שלב מתרחש מהר יותר מקודמו, וכאשר היתוך מנסה להפוך ברזל לגרעינים כבדים יותר, הוא סופג אנרגיה, הליבה קורסת, ואחרי כן מתרחשת סופרנובה. 

לפי תחילת הפיצוץ מסיליקון ניתן להסיק שהשכבות החיצוניות של הכוכב אבדו בשלב מוקדם יותר, אך אופן אובדן השכבות החיצוניות לא ברור. שולץ העריך שהכוכב המקורי שקל כ-60 מסות שמש, אך הוסיף: "סברה זו אינה סופית".

תרחיש אחד כלל כוכב נלווה שכוח הכבידה שלו שאב חומר ואולי הזריק הליום בחזרה לשכבות עמוקות יותר. תרחיש אחר הזכיר פולסים פנימיים אלימים המכונים "אירועי חוסר יציבות זוגית". "חייבים להיות מסלולים אקזוטיים יותר לסיום חייו של כוכב מסיבי, שלא לקחנו בחשבון", אמר שולץ.

מכיוון שאירועים כמו SN 2021yfj עשויים להוות רק אחד מאלף פיצוצים של קריסת ליבה, אך נראים רגילים ללא ספקטרום מפורט, הם עלולים להסתתר לעין כל. "מצפה הכוכבים ורה רובין יאתר אלפי סופרנובות מדי יום", אמר נוג'נט. "הצצה לעומק כוכב ענק עוזרת לנו להבין מאיפה מגיעים היסודות הכבדים", אמר אבישי גל-ים ממכון ויצמן.