Yıldızlar kimyasal fabrikalarıdır ve daha basit bileşenlerden kompleks elementleri oluşturdukları yol iyi bilinmektedir. Yıldızların bu ürünleri nasıl dağıttıkları ise o kadar iyi anlaşılmış değildir. Yüksek kütleli yıldızların, saatte milyonlarca kilometrelik hızlarda ilerleyen, her sene yıldızdan yaklaşık bir Dünya kütlesi kadar madde taşıyan devasa yıldız rüzgarları önemli bir rol oynar. Yıldızdan galaktik komşuluğuna (veya ötesine) kimyasalları aktarmanın en önemli yolu süpernova, yüksek kütleli bir yıldızın çekirdeğindeki termonükleer yakıtın tükenmesini takip eden patlamadır. Bir süpernova sırasında, yıldız çekirdeği, yani yıldıza güç veren ve kütle çekime karşı durmasını sağlayan fırın, enerji üretmeyi keserek çekirdeğin ve yıldızın iç kısmının içeri çökmesine yol açar. Bu teorik çöküş bir şekilde, gerçek bir patlamaya çevrilir ve yıldız kendini parçalar. Bu içe düşüşten dışa akışa değişimin nasıl gerçekleştiğiyse kesin değil ve bir tartışma konusu. Daha önceki teorik modeller, nispeten basit fizik kullanarak bir yıldız patlaması üretme konusunda tamamen başarısız oldular. Daha modern modellerse, nötrinolar adı verilen atom altı parçacıkların patlamada anahtar rol oynadığını öne sürüyor. Nötrinolar, bir diğer adıyla “hayalet parçacıklar”, normal koşullar altında maddeyle pek etkileşmedikleri için tespit edilmeleri zordur. Gerçekte her saniye siz farkında olmadan, ya da herhangi bir olumsuz etkiye maruz kalmadan yaklaşık 100 trilyon tane nötrino vücudunuzdan geçer. Ama çöken bir yıldızın merkezi yakınlarında aşırı yüksek yoğunluklar ve sıcaklıklar altında, nötrinolar belirgin bir basınç ortaya çıkarabilir ve yıldızın içinde, süpernova patlamasının oluşmasında önemli bir rol oynayan “kabarcıklar” oluşturabilir. Yukarıdaki görsel, Cas A süpernova kalıntısının (Hubble Uzay Teleskobu’ndan bir optik görüntünün üzerinde eklenmiş) Chandra ve NuSTAR X-ışın gözlemevlerinden X-ışın görüntüsü. Farklı renkler, süpernova püskürüğündeki farklı elementler (demir-turuncu, oksijen-mor, magnezyuma kıyasla silikon miktarı-yeşil, titanyum-NuSTAR’dan, açık mavi) kodluyor ve farklı elementlerin atılmış sıcak gazda farklı oranlarda bulunduğunu gösteriyor. Chandra ve NuSTAR gözlemlerinde görülen elementlerin, özellikle krom ve titanyım dağılımlarının detaylı bir incelemesi, bu elementlerin, nötrino kabarcık patlaması modellerinde görülenlere çok benzer yoğunluk ve sıcaklıklarda oluştuğunu gösteriyor.
Görsel: Chandra: NASA/CXC/RIKEN/T. Sato et al.; NuSTAR: NASA/NuSTAR; Hubble: NASA/STScI