Co se děje v umírající hvězdě? Nedávný experiment na urychlovači REX v CERN nabízí vodítka, která pomohou astrofyzikům přepočítat stáří největších explozí ve vesmíru.
Supernovy II. typu (zhroucení jádra) jsou nejvýraznější hvězdné exploze, které září více než celé galaxie. Tyto exploze proběhnou, když velmi těžké hvězdy (o hmotnosti větší než 8 Sluncí) vyčerpají fúzní palivo, přestane působit tlak rozpínání plynu proti gravitaci (během života hvězdy jsou v rovnováze) a dojde ke kolapsu hvězdy. Velké množství hmoty a energie vytryskne do okolního prostoru. Jádra takových hvězd potom velmi rychle implodují a vznikne z nich neutronová hvězda nebo černá díra.
Sekvence fyzikálních dějů během prvních několika sekund exploze supernovy je dobře známá. Vysokoenergetické fotony rozbijí jádra prvků v nitru hvězdy na jednotlivé protony, neutrony a alfa částice. Následují výtrysky lehkých částic – neutrin. Modelování toho, co se děje dále, ovšem představuje pro astrofyziku stále výzvu.
Optické teleskopy nabízí pouze velmi omezené možnosti zkoumání mechanismu exploze, naproti tomu pozorování v oboru záření gama poskytuje velmi užitečné informace, můžeme zmínit například záření, které produkuje izotop titanu 44, který přirozeně vzniká pří explozi supernovy a je vyvržen z umírající hvězdy. Množství tohoto izotopu (tedy intenzita záření gama na charakteristické frekvenci) může vědcům říct, jakým způsobem hvězda vybuchla.
Výzkumníci z CERN doufají, že díky pochopení toho, jak se titan 44 chová při energiích podobných těm v nitru supernov, budou schopni proniknout do detailů fyzikálního mechanismu supernovy II. typu.
V článku publikovaném minulý měsíc vědci popisují experiment, při kterém použili titan 44, který vznikl aktivací konstrukčních prvků urychlovače v Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku. (Vlastně se jim podařilo najít dokonalé využití tohoto odpadního problematického materiálu.)
V zařízení ISOLDE v CERN, potom svazky tohoto izotopu urychlili do komory naplněné héliem a pozorovali srážky mezi těmito dvěma prvky. Měření, která simulovala reakce probíhající v oblasti bohaté na křemík hned nad explodujícím jádrem supernovy, ukázala, že se při kolapsu jádra v supernově uvolňuje mnohem více zmíněného izotopu, než se původně předpokládalo.
Astrofyzici mohou tato nová data použít mimo jiné k novým výpočtům stáří supernov. Je to další ukázka toho, jak může zkoumání fyziky mikrosvěta přispět k poznání vzdálených koutů vesmíru.
Zdroj: CERN
