Φανταστείτε μια εκρηκτική συμφωνία σε κοσμική κλίμακα: ένα άστρο που πεθαίνει βίαια, σκορπίζοντας τα μυστικά της ζωής σε όλο το σύμπαν. Νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο XRISM αποκαλύπτουν ότι η υπερνόβα Cassiopeia A, ένα από τα πιο μελετημένα «νεκροταφεία» άστρων, κρύβει απροσδόκητα υψηλά επίπεδα χλωρίου και καλίου – στοιχεία απαραίτητα για την ίδια την ύπαρξή μας. Αυτή η ανακάλυψη, από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κιότο και του Πανεπιστημίου Meiji, ανατρέπει τις θεωρίες και φωτίζει πώς τα άστρα «μαγειρεύουν» τα δομικά στοιχεία των πλανητών και της ζωής.
Το ερώτημα «Από πού ερχόμαστε;» απασχολεί την ανθρωπότητα εδώ και αιώνες. Οι επιστήμονες, κοιτάζοντας βαθιά στο διάστημα, αναζητούν απαντήσεις στα ερείπια εκρήξεων άστρων. Το χλώριο και το κάλιο, στοιχεία με περιττό ατομικό αριθμό (odd-Z), παίζουν κρίσιμο ρόλο: το χλώριο βοηθά στη ρύθμιση υγρών στο σώμα μας, ενώ το κάλιο στη λειτουργία νεύρων και μυών. Ωστόσο, οι υπάρχουσες θεωρίες προβλέπουν ότι τα αστέρια παράγουν μόλις το ένα δέκατο αυτών των στοιχείων σε σχέση με όσα παρατηρούμε στο σύμπαν – ένα γρίφο που παρέμενε άλυτος.
Η λύση ήρθε από το XRISM, το ιαπωνικό διαστημικό αποστολή X-ραδιοτηλεσκοπίου που εκτοξεύτηκε το 2023 από τη JAXA σε συνεργασία με NASA και ESA. Χρησιμοποιώντας το όργανο Resolve, που προσφέρει ανάλυση ενέργειας δέκα φορές πιο ακριβή από προηγούμενα, οι ερευνητές ανίχνευσαν ξεκάθαρες γραμμές εκπομπής X-ραδιοκυμάτων από χλώριο και κάλιο στα ερείπια της Cassiopeia A, μιας υπερνόβα που εξερράγη πριν από 350 χρόνια.
Τα ευρήματα; Πολύ υψηλότερα επίπεδα από όσα προέβλεπαν τα μοντέλα. Αυτό επιβεβαιώνει για πρώτη φορά ότι μια μοναδική υπερνόβα μπορεί να παράγει αρκετά από αυτά τα στοιχεία για να εξηγήσει τις κοσμικές μας παρατηρήσεις. Οι επιστήμονες αποδίδουν την «υπερπαραγωγή» σε ισχυρή ανάμιξη βαθιά μέσα στα μαζικά άστρα: γρήγορη περιστροφή, αλληλεπιδράσεις σε δυαδικά συστήματα ή συγκρούσεις στρωμάτων, που αναδεύουν τα υλικά πριν την έκρηξη.
«Όταν είδαμε για πρώτη φορά τα δεδομένα του Resolve, εντοπίσαμε στοιχεία που δεν περίμενα να δω πριν τον πύραυλο. Να κάνεις τέτοια ανακάλυψη με ένα δορυφόρο που συνέβαλες να φτιαχτεί είναι αληθινή χαρά για ερευνητή», δηλώνει ο επικεφαλής συγγραφέας Toshiki Sato από το Πανεπιστήμιο του Κιότο.
Αυτή η έρευνα όχι μόνο λύνει ένα κομμάτι του παζλ της αστρικής εξέλιξης, αλλά και δείχνει πώς τα ακραία περιβάλλοντα των άστρων γέννησαν τα «υλικά» της ζωής – μακριά από τις ήρεμες συνθήκες που ευδοκιμεί η βιολογία. «Είμαι ενθουσιασμένος που καταφέραμε, έστω και λίγο, να κατανοήσουμε τι συμβαίνει μέσα στα εκρήγνυται άστρα», προσθέτει ο Hiroyuki Uchida, συν-συγγραφέας της μελέτης.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να ερευνήσουν κι άλλα ερείπια υπερνόβα με το XRISM, για να δουν αν αυτή η «πλούσια» σύνθεση είναι κανόνας ή εξαίρεση. «Πώς προέκυψε η Γη και η ζωή είναι αιώνιο ερώτημα που όλοι έχουμε σκεφτεί. Η μελέτη μας φωτίζει ένα μικρό μέρος αυτής της ιστορίας, και νιώθω τιμή που συνεισφέρω», καταλήγει ο Kai Matsunaga.
Σε έναν κόσμο όπου η επιστήμη μεταμορφώνει τα μυστικά του σύμπαντος σε καθημερινή έμπνευση, αυτή η κοσμική «συνταγή» μας υπενθυμίζει: είμαστε σκόνη άστρων, φτιαγμένη από εκρήξεις που χτίζουν κόσμους.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.