Najnowsze dane z satelity rentgenowskiego XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), misji prowadzonej wspólnie przez JAXA i NASA, przyniosły przełomowe odkrycie, które podważa dotychczasowe modele powstawania materii we Wszechświecie. Po raz pierwszy udało się wykryć w pozostałościach po supernowej Kasjopeja A (Cas A) zaskakująco wysokie stężenie chloru i potasu – pierwiastków niezbędnych do funkcjonowania życia na Ziemi.
Źródło: JAXA/NASA/XRISM Resolve i Xtend
Spektakularne odkrycie instrumentu Resolve
Pozostałość po gwieździe, która eksplodowała około 340 lat temu i znajduje się w odległości 11 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, jest intensywnie badany od lat. Kasjopeja A to idealne laboratorium do obserwacji procesu nukleosyntezy po eksplozji. Instrument Resolve na pokładzie XRISM, wyposażony w spektrometr rentgenowski o wysokiej rozdzielczości, pozwolił astronomom na precyzyjną analizę widma promieniowania X emitowanego przez rozszerzającą się mgławicę.
Okazało się, że Kasjopeja A zawiera chlor i potas w ilościach znacznie przewyższających prognozy wynikające ze standardowych modeli eksplozji supernowych z masywnych gwiazd. Oba te pierwiastki należą do grupy tzw. pierwiastków nieparzystej liczby atomowej (odd-Z), których produkcja jest trudna do wyjaśnienia w ramach klasycznych teorii gwiezdnej ewolucji. Modele te systematycznie niedoszacowują ich obecności, sugerując, że supernowe powinny wytwarzać zaledwie jedną dziesiątą chloru i potasu obserwowanego w kosmicznych zasobach.
Potas i chlor: Chemiczne luki w kosmicznym budulcu
Chlor (Cl) i potas (K) pełnią na Ziemi kluczowe role biologiczne – potas jest niezbędny do funkcjonowania komórek i mięśni, a chlor bierze udział w procesach metabolicznych. Zrozumienie, skąd te składniki wzięły się w tak dużych ilościach w naszej Galaktyce, jest fundamentalne dla poznania chemicznej ewolucji Wszechświata, a w konsekwencji – początków życia.
Mieszanie materii jako kosmiczny katalizator
Wyniki obserwacji XRISM stanowią bezpośredni dowód na to, że pojedyncza supernowa może dostarczyć wystarczającą ilość chloru i potasu, by zaspokoić kosmiczne zapotrzebowanie. Aby wyjaśnić tak obfite występowanie pierwiastków odd-Z, naukowcy sugerują, że w gwieździe poprzedzającej eksplozję musiało dojść do intensywnych procesów mieszania wewnętrznego.
Według nowej hipotezy, aktywność gwiazdowa, taka jak szybka rotacja, interakcje w układzie podwójnym lub scalanie wewnętrznych warstw, mogła zakłócić stabilny układ stref fuzji jądrowej. To z kolei mogło stworzyć warunki sprzyjające syntezie chloru i potasu w dużych ilościach. Astronomowie planują teraz obserwować inne pozostałości po supernowych, aby sprawdzić, czy podwyższone stężenie tych pierwiastków jest cechą charakterystyczną masywnych gwiazd, czy też Kasjopeja A jest wyjątkowym przypadkiem.
Źródła informacji:
- NASA: NASA-JAXA XRISM Finds Elemental Bounty in Supernova Remnant. (Aktualność z 4-5 grudnia 2025 r.).
- JAXA: The X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) Updates.
- Kyoto University / Space Daily: Supernova mixing traced as source of key life elements (Aktualność z 5 grudnia 2025 r.).
- arXiv: Chlorine and Potassium Enrichment in the Cassiopeia A Supernova Remnant (Preprint, 2512.04508).
Opracowanie: Agnieszka Nowak
