Астрономи за допомогою рентгенівської обсерваторії Chandra виявили стабільний титан, поряд з хромом і залізом, що вилітає з центру залишку наднової Кассіопеї А.
Касіопея A (Cas A), яка розташована приблизно в 11 000 світлових років від Землі, є найбільш вивченим залишком довколишньої наднової.
Коли у початкової зірки закінчилося паливо, вона схлопнулася і вибухнула як наднова, можливо, ненадовго перетворившись на один з найяскравіших об'єктів на небі. Хоча вчені вважають, що це сталося приблизно в 1680 році, немає ніяких піддаються перевірці історичних записів, що підтверджують це.
Раніше астрономи використовували телескоп НАСА NuSTAR, щоб виявити нестабільний ізотоп титану - титан-44 - в різних місцях в Cas A.
«Вчені вважають, що велика частина титану, який використовується в нашому повсякденному житті - наприклад, в електроніці або ювелірних виробах, - утворюється в результаті вибуху масивних зірок», - сказав Тошікі Сато, астроном з Університету Рікке. «Однак досі їм ніколи не вдавалося відобразити момент відразу після виробництва стабільного титану».
Коли ядерне джерело енергії масивної зірки закінчується, центр колапсує під дією сили тяжкості і утворює або щільне ядро повіту зірки, зване нейтронною зіркою, або, що рідше, чорна діра.
Коли створюється нейтронна зірка, внутрішня частина колапсуючої масивної зірки відскакує від поверхні ядра зірки, звертаючи стиснення назад. Тепло від цієї катастрофічної події створює ударну хвилю, яка поширюється назовні через іншу частину приреченої зірки, виробляючи нові елементи в результаті ядерних реакцій.
Однак у багатьох комп'ютерних моделях цього процесу енергія швидко втрачається, і рух ударної хвилі назовні зупиняється, запобігаючи вибуху наднової.
Недавнє тривимірне комп'ютерне моделювання передбачає, що нейтрино, що утворилися при створенні нейтронної зірки, відіграють вирішальну роль у відтісненні бульбашок, що розносяться від нейтронної зірки. Ці бульбашки продовжують штовхати ударну хвилю вперед, викликаючи вибух надновою.
У новому дослідженні Cas A доктор Тошики Сато і його колеги виявили переконливі докази такого вибуху, викликаного нейтрино. У даних Чандри вони виявили, що структури у формі пальців, які вказують убік від місця вибуху, містять титан і хром, що збігається із залишками заліза, раніше виявленими Чандрою.
Умови, необхідні для створення цих елементів у ядерних реакціях, такі як температура і щільність, відповідають умовам бульбашок у моделюванні, що викликає вибухи.
Титан, виявлений Чандрою в Cas A і передбачений в результаті моделювання, є стабільним ізотопом цього елемента.
«Ми ніколи раніше не бачили цього підпису титанових бульбашок у залишку наднової, результат був можливий тільки з неймовірно різкими зображеннями Чандри», - кажуть вчені. «Наш результат - важливий крок у вирішенні проблеми вибуху цих зірок як наднових».
Коли з'явилася наднова, фрагменти титану утворилися глибоко всередині масивної зірки. Вони проникли через поверхню масивної зірки, утворюючи ободок залишку наднової Cas A.
«Наше дослідження може стати найважливішим результатом спостережень, що досліджує роль нейтрино у вибуху масивних зірок з моменту виявлення нейтрино від наднової 1987A» - кажуть астрономи.
