Jens Asbjørn Bøgen
Astronomer i Japan säger att de äntligen har hittat den länge saknade källan till två livsviktiga grundämnen.
I årtionden har teoretiska modeller haft svårt att förklara varför dessa odd-Z-element förekommer i mycket större mängder i universum än vad stjärnor förväntas producera.
Enligt en rapport från Kyoto University vände sig forskare där och vid Meiji University till Cassiopeia A, en av Vintergatans mest välstuderade supernovarester, för att söka efter ledtrådar. De använde XRISM, den röntgenavbildnings- och spektroskopimission som drivs av JAXA sedan 2023.
Satellitens Resolve-mikrokalorimeter, som erbjuder betydligt skarpare energiupplösning än tidigare detektorer, gjorde det möjligt för teamet att urskilja extremt svaga emissionslinjer knutna till sällsynta grundämnen.
Dessa mätningar jämfördes sedan med flera etablerade modeller för nukleosyntes.
Oväntad förekomst
Analysen visade att Cassiopeia A innehåller klor och kalium i mängder som vida överstiger förutsägelser från standardteorin för supernovor.
I en artikel från Kyoto University förklarar forskarna att detta är den första observationsbaserade bekräftelsen på att en enda exploderande stjärna kan generera tillräckligt mycket av dessa grundämnen för att motsvara de kosmiska nivåerna.
Forskarna menar att kraftig intern omblandning i massiva stjärnor — möjligen driven av snabb rotation, interaktioner i dubbelstjärnesystem eller sammanslagningar av skal — kan öka produktionen av dessa grundämnen innan stjärnan kollapsar.
”När vi såg Resolve-data för första gången upptäckte vi grundämnen jag aldrig hade förväntat mig att se före uppskjutningen”, säger huvudförfattaren Toshiki Sato. ”Att göra en sådan upptäckt med en satellit som vi själva har utvecklat är en verklig glädje för en forskare.”
Inuti exploderande stjärnor
Fynden tyder på att ämnen som är avgörande för liv formades i våldsamma stellära miljöer, långt innan planeter kunde bildas.
Teamet säger att arbetet även visar vilken kraftfull metod högprecisions-röntgenspektroskopi är för att undersöka den osynliga fysiken djupt inne i stjärnor.
”Jag är mycket glad över att vi, om än bara lite, har kunnat börja förstå vad som sker inuti exploderande stjärnor”, säger medförfattaren Hiroyuki Uchida.
Vad händer härnäst
Forskarna planerar att studera fler supernovarester med XRISM för att avgöra om Cassiopeia A är unik eller en del av ett större mönster i stellär utveckling.
”Hur jorden och livet kom till är en evig fråga”, säger medförfattaren Kai Matsunaga. ”Vår studie avslöjar bara en liten del av denna enorma berättelse.”
Du kan läsa hela studien i Nature här (öppnas i ny flik).
Källor: Kyoto University
