En grupp forskare ledda av forskare vid Cardiff University har upptäckt ett rikt lager av molekyler i mitten av en exploderad stjärna för allra första gången.

Två tidigare oupptäckta molekyler, formylium (HCO+) och svavelmonoxid (SO), hittades i efterdyningarna av Supernova 1987A, ligger 163, 000 ljusår bort i en närliggande granne till vår egen Vintergatans galax. Explosionen bevittnades ursprungligen i februari 1987, därav dess namn.

Dessa nyligen identifierade molekyler åtföljdes av tidigare upptäckta föreningar som kolmonoxid (CO) och kiseloxid (SiO). Forskarna uppskattar att cirka 1 av 1000 kiselatomer från den exploderade stjärnan kan hittas i SiO-molekyler och endast ett fåtal av varje miljon kolatomer finns i HCO+-molekyler.

Man trodde tidigare att de massiva explosionerna av supernovor skulle fullständigt förstöra alla molekyler och damm som redan kan ha funnits.

Dock, upptäckten av dessa oväntade molekyler tyder på att stjärnornas explosiva död kan leda till moln av molekyler och damm vid extremt kalla temperaturer, som är liknande förhållanden som de som ses i en stjärnkammare där stjärnor föds.

Huvudförfattare till studien Dr Mikako Matsuura, från Cardiff University's School of Physics and Astronomy, sa:"Detta är första gången som vi har hittat dessa arter av molekyler i supernovor, vilket ifrågasätter våra långvariga antaganden om att dessa explosioner förstör alla molekyler och damm som finns i en stjärna.

"Våra resultat har visat att när överbliven gas från en supernova börjar svalna till under 200°C, de många tunga elementen som syntetiseras kan börja rymma rika molekyler, skapa en dammfabrik.

"Vad som är mest förvånande är att denna fabrik av rika molekyler vanligtvis finns under förhållanden där stjärnor föds. Döden av massiva stjärnor kan därför leda till födelsen av en ny generation."

Teamet kom fram till sina upptäckter med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) för att undersöka hjärtat av Supernova 1987A i anmärkningsvärt fina detaljer.

Resultaten har publicerats i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Astronomer har studerat Supernova 1987A sedan den först upptäcktes för över 30 år sedan, men har haft svårt att analysera supernovans innersta kärna. ALMA:s förmåga att observera vid millimetervåglängder - ett område av det elektromagnetiska spektrumet mellan infrarött och radioljus - gjorde det möjligt att se genom det mellanliggande dammet och gasen och studera förekomsten och placeringen av de nybildade molekylerna.

I ett medföljande dokument, ett andra forskarlag har använt ALMAs data för att skapa den första 3D-modellen av Supernova 1987A, avslöjar viktiga insikter om själva den ursprungliga stjärnan och hur supernovor skapar de grundläggande byggstenarna för planeter.

Det är väl förstått att massiva stjärnor, de som är mer än 10 gånger vår sols massa, avsluta sina liv på ett spektakulärt sätt. När en sådan stjärna får slut på bränsle, det finns inte längre tillräckligt med värme och energi för att slå tillbaka mot kraften i sin egen gravitation. Stjärnans yttre delar, en gång hölls uppe av kärnfusionens kraft, sedan falla ner på kärnan med enorm kraft. Returen från denna kollaps utlöser en explosion som spränger material i rymden.

Utifrån sina nuvarande resultat, teamet hoppas kunna använda ALMA för att ta reda på exakt hur många molekylerna HCO+ och SO är, och för att se om det finns några andra molekyler i supernovan som ännu inte har upptäckts.