"Atomom, na katerih je zgrajeno življenje na Zemlji in ki sestavljajo človeško telo, lahko sledimo vse do vročih plavžev, ki so v svojih nedrjih lahke elemente prekuhali v težje." Tako je znani fizik Neil DeGrasse pred časom razkrival, kaj ga pri vesolju najbolj prevzame.

Atomov in spojin, ki prek kalejdoskopa številnih različnih kombinacij sestavljajo snov okoli nas, nekoč ni bilo. V t. i. prvinski, vesoljski juhi so pred 14 milijardami let kaotično poplesavali le najdrobnejši osnovni delci. Veliko časa je minilo, da so se iz njih začeli porajati prvi, najenostavnejši atomi sploh - atomi vodika. Do težjih je še dolga, energijsko zahtevna pot.
Ko so pred 70 leti Američani odvrgli atomsko bombo nad Japonsko, je bil v njej element plutonij-235. En sam njegov atom je imel 143-krat več nevtronov in 92-krat več protonov kot pradavni, enostavni vodik. Verižna reakcija je težke atome lomila in drobila na lažje, pri tem pa se je sproščala uničujoča energija.

Prav takšna, ogromna količina energija je bila potrebna, da je narava osnovne gradnike sestavila v težje in kompleksnejše.

Teleskop NuSTAR na začetku "kariere"
Znanstveniki za Nasinim dokaj novim teleskopom NuSTAR so dobili nov vpogled v mesto, kjer je bilo te energije dovolj. Zvezde so tisti plavži, kjer ogromen pritisk in temperatura poskrbita za zlivanje atomov, in eksplozija supernove je tisti sel, ki gradnike vsega ponese vzdolž galaksije. In doda še ščepec zlata.

Okoli vprašanja, kako se eksplozija supernove sploh zgodi, je znanstvena srenja spletla številne fizikalne modele. Ti so ob pomanjkanju neposrednih opazovanj ostajali na ravni računalniških simulacij in vizualizacij v glavah astronomov. Odgovor je bil dolgo zakrit v oblake ene večjih skrivnosti zvezdoslovja, saj se sam dogodek zgodi izjemno hitro, težko dosegljivo človeškim instrumentom.

Približno 11.000 svetlobnih let od nas, še v naši domači galaksiji, leži Kasiopeja A, ogromen ostanek supernove, poroča Nasin Jet Propulsion Laboratory. Zvezde, ki je nekoč imela osemkrat večjo maso od našega Sonca. Sam oblak ostankov je človeštvu že dolgo znan (odkrili so ga leta 1947). Vse njegove skrivnosti pa ne.

"Dokler nismo dobili NuSTAR-ja, v samo srce eksplozije nismo mogli videti," je dejal pisec in raziskovalec na kalifornijskem inštitutu za tehnologijo (Caltech) Brian Grefenstette.

Mapa radioaktivnega pepela
Prvič do zdaj so ga temeljito premerili v visokoenergijskem spektru elektromagnetnega valovanja in naredili prvi pravi zemljevid radioaktivnih ostankov v njem. Natančneje, titana-44, nekakšnega radioaktivnega pepela. Izidi raziskave so objavljeni v znanstveni publikaciji Nature.

Supernove so ključen dejavnik pri oblikovanju vesolja, kot ga poznamo. Ko zvezda eksplodira, ne le zaseje elemente po bližnji in daljni okolici, temveč njeni valovi spodbudijo nastanek novih zvezd druge generacije. Tako sta nastala naše Osončje in Zemlja, po eksploziji pred okoli petimi milijardami let.

Pljuskanje pred eksplozijo
Tudi zato znanstvenike zelo zanimajo procesi pri dogodku. "Zvezde so kroglaste kepe plina, kar napeljuje k sklepu, da bo tudi sama eksplozija videti kot dokaj homogena, razširjajoča se krogla," je dejala Fiona Harris s Caltecha. "Naša raziskava kaže, da je srce eksplozije oz. njen motor nepravilen. Najbrž zato, ker notranji predeli dobesedno pljuskajo okoli pred samo detonacijo."

Eksplozija se je zgodila že pred desettisoči leti, a svetloba s Kasiopeje A je prvič zadela Zemljo pred nekaj stoletji. V astronomskem svetu to pomeni, da je še vedno sveža.

NuSTAR je prvi teleskop, ki s to svetlobo lahko zariše zemljevid radioaktivnih elementov v ostankih supernove. Pred njim so lahko v rentgenskem delu spektra opazovali le ogreto snov, zdaj ta omejitev ne velja več.

Pri Kasiopeji A je NuSTAR našel skupine kepic titana-44 v bližini središča. Kaj to pove znanstvenikom?
Prva ugotovitev je bila, da območja titana-44 ne sovpadajo dovolj z območji, kjer prevladuje železo, čeprav naj bi elementa po starih modelih nastajala v istih žepih. Izidi torej porajajo nova vprašanja, kako je to mogoče.

Zamirajoči udarni val
Druga ugotovitev se nanaša na potek dogodkov med eksplozijo. Po poročanju JPL-a pri simulacijah glavni udarni val pogosto zamre, zvezda pa ostane nerazstreščena. Najnovejše meritve kažejo, da je železno jedro zvezde dobesedno valovalo pod pritiskom in se razpočilo kot ekonomlonec, kar je ponovno prebudilo že napol ugasli udarni val in razpihalo zunanje plasti.

Tako je pred petimi milijardami let razpihalo kalcij, ki je v naših zobeh in kosteh, železo v krvnem hemoglobinu, kisik, ki ga kri prenaša našim mišicam, in zlato na nakitu.

"Ko pogledam v nebo, se zavem, da smo del tega vesolja. Smo v vesolju. Ampak, kar je najpomembnejše, vesolje je v nas. Številni ljudje se počutijo majhne ob ogromnosti vesolja, sam pa se počutim velikega. Moji atomi so prišli iz teh zvezd," je za Time svojo fascinacijo razkrival DeGrasse.
Video: simulacija eksplozije glede na nove ugotovitve