Sőt az Univerzumban fellelhető kalcium fele kalciumban gazdag szupernóvákból származik. Ezek a robbanások ugyanakkor rettenetesen ritkák, ezért a tudósok sem tudták megfigyelni a kalcium keletkezésének a folyamatát. Hasonló robbanásokból, illetve csillagok összeolvadásaiból keletkezett a periódus rendszer több olyan nehezebb eleme, mint például az arany vagy a platina. A kalcium létrejötte azonban ritkasága okán eddig rejtély maradt.

Ez a helyzet azonban most megváltozott. Nemzetközi tudósok 70 fős csapatának az együttműködéséből született meg a szóban forgó tanulmány, amihez a tip egy amatőr csillagásztól érkezett.

2019 áprilisában Joel Shepher hirtelen fénykitörést vett észre, miközben a tőlünk 55 millió fényévnyi távolságban található, Messier 100 nevű spirálgalaxist tanulmányozta. Ekkor figyelt fel egy narancsszínben fénylő pöttyre is. Felfedezését megosztotta a Csillagászati Társasággal.

Ezután a NASA több teleszkópját is a jelenségre irányította. A teleszkópok az anomáliát a látható fény spektrumában, valamint röntgen- és ultraibolya tartományokban vizsgálták. Minderre a szupernóva észlelésétől számított 10 órán belül sor került, ami azért fontos, mert például egy ilyen esemény röntgen tartományban csak öt napon át érzékelhető. A felfedezés újdonsága tehát a gyorsaság volt, hiszen a robbanás érzékeléséhez képest órákon belül már fejlett teleszkóp rendszerek vizsgálták az eseményt. Ezáltal pedig sikerült megfigyelni, miként ért véget egy csillag élete.

A megfigyelt szupernóva – SN 2019ehk – ráadásul rendkívül gazdag volt kalciumban. A röntgenes megfigyelésnek hála pedig több dolog kiderült a csillag robbanás előtt helyzetéről is. A robbanást megelőző hónapokban a csillag mintegy levedlette magáról több rétegben is az anyagokat, amit a csillag valamiféle instabilitása okozhatott. A robbanás során keletkezett hő és nyomás pedig megteremtette annak a kémiai folyamatnak a feltételeit, amely során kalcium keletkezik.

Jellemzően csak kevés ilyen elem jön létre egy-egy robbanás során, miközben a csillag elégeti a hélium készleteit. Ugyanakkor egy kalciumban gazdag szupernóva felrobbanása esetén másodpercek alatt óriási mennyiségű kalcium alakul ki, és lökődik szét az Univerzumban. Mindennek az az oka, hogy a robbanás eredményeként létrejött forró anyag-golyó próbál lehűlni, vagyis arra törekszik, hogy a környezetével egyensúlyi állapotba kerüljön a hőmérséklete.

A kalciumban gazdag szupernóvák esetén pedig a kalcium kialakulása fotonok felszabadulásával jár, a kiáramló fotonok pedig hőkibocsátást okoznak – tehát a robbanást követően az égitest hűlni kezd azáltal, hogy extra kalciumot „hoz létre”. A fizikában minden a lehető legkisebb ellenállás irányéba mozdul el, a kalcium kialakulása pedig éppen egy ilyen út a hőleadás szempontjából.

A megfigyelt SN 2019ehk ráadásul eleddig a legtöbb kalciumot bocsátotta ki, amit egyetlen ilyen eseménynél valaha is sikerült detektálni.

Egyébként ezt a galaxist már a Hubble is vizsgálta, de eddig senki sem vette észre ezt a csillagot, amelynek a robbanása most bekövetkezett. Ennek pedig az lehetett az oka, hogy a szupernóva eseményig a csillag rendkívül halovány lehetett: talán csak egy fehér törpe volt vagy egy csillag halott magja, esetleg egy nagyon alacsony tömegű csillag. A robbanás nélkül nem is tudnánk a létezéséről.

A kutatók szerint ez a haloványság is a kalciumban dús szupernóvák jellegzetessége szemben azokkal a „hagyományos” szupernóvákkal, amik nagy tömegű csillagok halálakor jönnek létre.

A kutatócsoport következő tanulmánya azt vizsgálja majd, hogy miként fejlődik a robbanás után a szupernóva.

(Kép: Wikipedia)