Gwiazda dosłownie pokazała nam swoje najgłębsze sekrety. Zamiast typowych warstw wodoru i helu, które zwykle obserwujemy przy takich kosmicznych kataklizmach, SN2021yfj odsłoniła pierwiastki normalnie ukryte głęboko w jej wnętrzu. Mowa tu o krzemie, siarce i argonie – pierwiastkach, które stanowią niejako kręgosłup masywnych gwiazd.
Badanie opublikowane w sierpniu 2025 roku w prestiżowym periodyku Nature szczegółowo opisuje to niecodzienne zjawisko. Jako pierwszy nową supernową (!) dostrzegł zespół z Northwestern University we wrześniu 2021 roku, korzystając z systemu Zwicky Transient Facility regularnie skanującego nocne niebo w poszukiwaniu zmiennych obiektów.
To, co początkowo wyglądało na kolejną standardową eksplozję, szybko okazało się czymś wyjątkowym. Analiza widma promieniowania, przeprowadzona przy użyciu obserwatorium Keck na Hawajach, ujawniła dominację sygnałów pochodzących właśnie z tych głębokich warstw gwiazdy.
Czytaj także: Kosmiczny kanibal zaskoczył naukowców. Ta supernowa łamie wszystkie zasady fizyki
Masywne gwiazdy, które mogą ważyć nawet sto razy więcej niż nasze Słońce, mają typową budowę warstwową przypominającą cebulę. Na zewnątrz znajduje się wodór, pod nim hel, następnie warstwy węgla i tlenu, a w samym centrum – krzem i siarka. SN2021yfj pokazała nam właśnie te najgłębiej położone warstwy, które dotąd pozostawały przed naszym wzrokiem ukryte.
Pojawia się pytanie, w jaki sposób gwiazda mogła stracić niemal wszystkie swoje zewnętrzne powłoki. Naukowcy rozważają kilka scenariuszy, z których najbardziej prawdopodobny wydaje się mechanizm epizodów niestabilności par. Chodzi o gwałtowne wybuchy, które stopniowo odrywają kolejne warstwy gwiazdy, pozostawiając odsłonięte jej najgłębsze części.
Z modelowania krzywej blasku wynika, że masa wyrzuconego materiału sięgała około pięciu mas Słońca, a energia samej eksplozji wyniosła około 1,6 × 10^51 ergów. Oznacza to, że gwiazda wyrzuciła gigantyczne ilości materii w stosunkowo krótkim czasie tuż przed ostatecznym kolapsem.
Interakcja tego materiału z otoczeniem gwiazdy stała się głównym źródłem spektakularnej emisji światła, którą udało się zaobserwować za pomocą instrumentów obserwacyjnych znajdujących się na Ziemi. Krzywa blasku SN2021yfj charakteryzowała się niezwykle szybkim wzrostem jasności i długim utrzymywaniem się na maksymalnym poziomie, co odróżnia ją od typowych supernowych.
To odkrycie jest na tyle znaczące, że definiuje zupełnie nową klasę supernowych – Typ Ien. Po raz pierwszy mamy bezpośredni dowód na istnienie tych najgłębszych warstw masywnych gwiazd, które odpowiadają za produkcję pierwiastków cięższych niż tlen.
Dotychczasowe teorie astrofizyczne przewidywały istnienie takich struktur, ale brakowało nam obserwacyjnego potwierdzenia. Proces fuzji krzemu i siarki w żelazo prowadzi ostatecznie do zapadnięcia się jądra gwiazdy i jej finalnej eksplozji jako supernowa lub do powstania czarnej dziury.
Badania prowadzone przez międzynarodowy zespół pod kierownictwem Steve’a Schulze’a i Adama Millera z Northwestern University otwierają nowe perspektywy w naszej wiedzy o ewolucji gwiazd. Pokazują one, że natura potrafi tworzyć znacznie bardziej złożone scenariusze śmierci gwiazd niż te, które dotąd znaliśmy.
Czytaj także: Nowa supernowa tak szybko nie zniknie. Naukowcy wiedzą, ile czasu będzie widoczna na niebie
Jedno takie odkrycie, choć niezwykle ważne, nie wystarczy do pełnego zrozumienia wszystkich mechanizmów rządzących tymi spektakularnymi zjawiskami. Potrzebujemy obserwacji większej liczby podobnych rzadkich supernowych, aby móc wyciągać bardziej ogólne wnioski. Każde kolejne takie znalezisko może przynieść kolejne zaskoczenia i zmusić nas do kolejnej rewizji podręczników do astrofizyki.
To co obserwujemy to nie tyle rewolucja, co raczej ewolucja naszej wiedzy – stopniowe, mozolne uzupełnianie brakujących elementów układanki. I choć SN2021yfj rzuca nowe światło na procesy śmierci gwiazd, to wciąż pozostaje więcej pytań niż odpowiedzi. To właśnie czyni astronomię tak fascynującą dziedziną – zawsze potrafi nas zaskoczyć.