Por que as supernovas do tipo Ia produzem mais ferro que o tipo II

Meu livro de cursos sobre astronomia afirma o seguinte.

Estrelas mais velhas parecem ter maior abundância de oxigênio que o ferro. A explicação é que nos dias em que essas estrelas mais antigas estavam sendo formadas, as supernovas do tipo II eram comuns, enquanto o tipo Ia não era. Mais tarde, quando o tipo Ia estava se tornando mais comum, as estrelas - agora mais jovens - foram formadas com maiores abundâncias de ferro.

Por que as supernovas do tipo Ia são melhores para enriquecimento de ferro do que o tipo II, e essas supernovas do tipo II são de alguma forma melhores para maiores abundâncias de oxigênio - ou apenas menos boas na produção de ferro (e por que)?

Contexto

O ferro possui a mais alta energia de ligação nuclear de todos os elementos (não totalmente verdadeira, mas suficientemente precisa em um contexto astronômico). Portanto, a fusão de elementos leves em ferro ou em algo mais leve é ​​um processo exotérmico - você ganha energia fazendo isso, permitindo que a estrela funcione. É o que acontece nos últimos estágios de uma supernova tipo II. O núcleo de uma estrela massiva em seus últimos momentos da vida é quente e denso o suficiente para fundir silício em ferro. Pouco antes da explosão da supernova, há uma bola de ferro com cerca de 1,4 massa solar no centro.

O progenitor de uma supernova tipo Ia é um sistema binário em que uma estrela "normal" perde massa para um remanescente estelar compacto (uma anã branca). Quando o contexto da anã branca acumula massa suficiente para estar acima de um limite de 1,4 massas solares, a fusão começa novamente, desintegrando completamente o objeto compacto.

Explosão

Um SN Ia destrói completamente o progenitor da anã branca em um processo de fusão descontrolada.

Em um SN II, a pressão na esfera central de ferro excede a pressão de degeneração exercida pelos elétrons no invólucro de elétrons dos átomos de ferro. O princípio de Fermi na mecânica quântica afirma que nenhum Fermion (como um elétron) pode ocupar o mesmo estado da mecânica quântica que outro. A pressão exercida aqui é tão grande que os elétrons dos átomos de ferro não conseguem mais obedecê-lo e são forçados a entrar no núcleo, onde reagem com os prótons para formar nêutrons.

Abundância de ferro

Por que o SN Ia enriquece seu ambiente com mais ferro que o SN II? Não se trata tanto da produção de ferro, mas de quanto desse ferro acaba no espaço interestelar, onde pode fazer parte de uma nova geração de estrelas. Em um SN Ia, o progenitor é completamente destruído, espalhando todos os seus átomos constituintes na galáxia hospedeira. Um SN II forma um remanescente compacto, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Muitos dos produtos de fusão posteriores mais pesados ​​acabam não sendo transportados para fora na explosão da supernova, mas se tornam parte do restante compacto.

Observe que muitos dos elementos pesados ​​espalhados de uma supernova da "estrela massiva em explosão" resultam de uma abundância de neutrinos escapando da explosão central e reagindo com a camada externa de elementos mais leves que são explodidos.