Dulkių supernovos liekana. Spustelėkite norėdami padidinti
Supernovos liekana mažame Magelano debesyje yra tik 1000 metų; paversdamas jį vienu iš jauniausių kada nors atrastų. Dabartinės teorijos apie supernovas prognozuoja, kad joje turėtų būti 100 kartų daugiau dulkių, kurias gali aptikti astronomai. Gali būti, kad supernovos smūgiai neleido susidaryti dulkėms arba dideli kiek šaltesnių dulkių tiesiog nebuvo matyti infraraudonųjų spindulių priemonėmis.
Vienas iš jauniausių žinomų supernovos likučių - žėrintis raudonas dulkių rutulys, kurį sukūrė prieš 1000 metų sprogęs supermasyvi žvaigždė netoliese esančioje galaktikoje, Mažajame Magelano debesyje, patiria tą pačią problemą, kaip ir sproginėjančios žvaigždės mūsų pačių galaktikoje: per mažai dulkių. .
Naujausi Kalifornijos universiteto (Berkeley) astronomų, naudojančių infraraudonųjų spindulių kameras NASA Spitzerio kosminiame teleskope, matavimai rodo, kad ne daugiau kaip šimtasis dulkių kiekis, numatytas dabartinių teorijų apie branduolio griūties supernovas, vos sudaro planetų masę Saulės sistemoje. .
Šis neatitikimas kelia iššūkį mokslininkams, bandantiems suprasti žvaigždžių kilmę ankstyvojoje visatoje, nes manoma, kad dulkės, susidarančios daugiausia iš sprogstamųjų žvaigždžių, gali sudaryti naujos kartos žvaigždes. Nors Pieno Kelio galaktikoje esančios supermasyvių sprogstamųjų žvaigždžių liekanos taip pat rodo mažiau dulkių, nei prognozuota, astronomai tikėjosi, kad mažiau išsivysčiusiame Mažajame Magelano debesyje supernovos labiau suderins savo modelius.
„Didžioji dalis ankstesnio darbo buvo sutelkta tik į mūsų galaktiką, nes mes neturėjome pakankamai rezoliucijos, kad galėtume pažvelgti į kitas galaktikas“, - sakė „UC Berkeley“ tyrinėtoja astrofizikė Snezana Stanimirovic. „Bet naudodami„ Spitzer “galime gauti tikrai aukštos skiriamosios gebos mažojo Magelano debesies, esančio už 200 000 šviesos metų, stebėjimus. Kadangi mažojo Magelano debesies supernovos patiria tokias pačias sąlygas, kokių tikimės ankstyvosiose galaktikose, tai yra unikalus dulkių susidarymo ankstyvojoje visatoje bandymas. “
Šiandien (birželio 6 d., Antradienį) Amerikos astronomijos draugijos susirinkime Kalgaryje, Alberta, Kanadoje, Stanimirovic praneša apie savo išvadas pranešime ir spaudos pranešime.
Stanimirovičius spėlioja, kad teorijos ir stebėjimų neatitikimas gali atsirasti dėl to, kas daro įtaką sunkumų turinčių elementų kondensacijos į dulkes efektyvumui, dėl daug didesnio dulkių sunaikinimo greičio energetinėse supernovos smūgio bangose arba dėl to, kad astronomų trūksta labai daug kur kas šaltesnio. dulkės, kurias būtų galima paslėpti nuo infraraudonųjų spindulių kamerų.
Šis atradimas taip pat rodo, kad alternatyvios dulkių susidarymo vietos, ypač galingi vėjai, sklindantys iš masyvių žvaigždžių, gali būti svarbesni dulkių telkinio pirmykštėse galaktikose nei supernovos.
Manoma, kad didžiulės žvaigždės, tai yra, žvaigždės, kurios yra nuo 10 iki 40 kartų didesnės už mūsų saulę, pasibaigia savo gyvenimu, smarkiai sutraukdamos savo branduolį, kuris nupučia išorinius žvaigždžių sluoksnius ir išskiria sunkius elementus, tokius kaip silicis, anglis ir geležis besiplečiančiuose sferiniuose debesyse. Manoma, kad šios dulkės yra medžiagos šaltinis formuojant naujos kartos žvaigždes, turinčias daugiau sunkiųjų elementų, vadinamųjų „metalų“, be daug gausesnių vandenilio ir helio dujų.
Stanimirovičius ir kolegos iš UC Berkeley, Harvardo universiteto, Kalifornijos technologijos instituto (Caltech), Bostono universiteto ir keleto tarptautinių institutų sudaro bendradarbiavimą, vadinamą mažo Magelano debesies Spitzerio tyrimu (S3MC). Grupė pasinaudoja precedento neturinčia Spitzerio teleskopo skiriamąja geba tyrinėdama masyvių žvaigždžių, molekulinių dulkių debesų ir jų aplinkos sąveiką galaktikoje.
Pasak Alberto Bolatto, UC Berkeley tyrėjo ir vyriausiojo S3MC projekto tyrėjo, „Mažasis Magelano debesis yra tarsi laboratorija, tirianti dulkių susidarymą galaktikose, kur sąlygos yra daug artimesnės ankstyvosios visatos galaktikų sąlygoms“.
„Didžioji dalis supernovos liekanų skleidžiamos radiacijos yra skleidžiama infraraudonojoje spektro dalyje“, - sakė Bryanas Gaensleris iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro Kembridže, Masačusetsas. „Su„ Spitzer “galiausiai galime pamatyti, kaip šie objektai atrodo iš tikrųjų. . “
Vadinamas nykštukine netaisyklinga galaktika, Mažasis Magelano debesis ir jo palydovas Didysis Magelano debesis skrieja aplink daug didesnį Paukščių Taką. Visiems trims yra maždaug 13 milijardų metų. Per amžius Paukščių Takas pastūmėjo ir patraukė šias palydovines galaktikas, sukurdamas vidinę turbulenciją, kuri greičiausiai lemia lėtesnį žvaigždžių susidarymo greitį, taigi sulėtėjusi evoliucija, dėl kurios Mažasis Magelano debesis atrodo kaip daug jaunesnės galaktikos, matytos atokiau.
„Ši galaktika išties turėjo laukinę praeitį“, - sakė Stanimirovičius. Tačiau dėl šios priežasties „dulkių kiekis ir sunkiųjų elementų gausa Mažame Magelano debesyje yra daug mažesni nei mūsų galaktikoje“, - sakė ji, „o tarpžvaigždžių spinduliavimo laukas iš žvaigždžių yra intensyvesnis nei Paukščių Tako galaktikoje. . Visi šie elementai buvo ankstyvojoje visatoje. “
Dėl 50 valandų stebėjimo naudojant Spitzerio infraraudonųjų spindulių kamerą (IRAC) ir daugiajuostį vaizdinį fotometrą (MIPS), S3MC tyrimo komanda 2005 m. Pavaizdavo centrinę galaktikos dalį. Viename to paveikslo gabale Stanimirovičius pastebėjo raudoną sferinį burbulą. ji atrado tiksliai su galingu rentgeno šaltiniu, kurį anksčiau stebėjo NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorijos palydovas. Rutulys pasirodė esąs supernovos liekana, 1E0102.2-7219, per pastaruosius kelerius metus daug tyrinėtas optinėse, rentgeno ir radijo juostose, tačiau dar niekada nebuvo matytas infraraudonųjų spindulių spinduliuose.
Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia šilti objektai, o iš tikrųjų radiacija iš supernovos liekanos, matoma tik vienoje bangos ilgio juostoje, parodė, kad 1000 metų dulkių burbulas buvo beveik tolygiai 120 Kvinų, tai atitinka 244 laipsnius Fahrenheito žemiau nulio. E0102, tarp jauniausių trečdalio visų žinomų supernovos liekanų, greičiausiai atsirado dėl žvaigždės, sprogusios 20 kartų daugiau nei saulė, sprogimo, nuo to laiko šiukšlės plėtėsi maždaug 1000 kilometrų per sekundę (2 milijonai mylių per valandą) greičiu.
Infraraudonųjų spindulių duomenys suteikė galimybę išsiaiškinti, ar ankstesnės žvaigždžių kartos - tos, kurių sunkiųjų metalų kiekis yra mažas - labiau atitinka dabartines dulkių susidarymo teorijas sprogstant supermasyvioms žvaigždėms. Deja, dulkių kiekis - beveik tūkstantis Saulės masės - buvo bent 100 kartų mažesnis nei prognozuota, panaši į situaciją su gerai žinomu supernovos liekanos „Cassiopeia A“ Paukščių Taku metu.
S3MC komanda planuoja būsimus spektroskopinius stebėjimus su „Spitzer“ teleskopu, kuris pateiks informaciją apie dulkių grūdų, susidariusių supernovos sprogimuose, cheminę sudėtį.
Darbą rėmė Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija ir Nacionalinis mokslo fondas.
NASA reaktyvinio variklio laboratorija Pasadena (Kalifornija) valdo NASA Mokslo misijos direktorato, esančio Vašingtone, „Spitzer“ kosminio teleskopo misiją. Mokslinės operacijos vykdomos „Spitzer“ mokslo centre Kaltech mieste, taip pat Pasadena. JPL yra „Caltech“ padalinys.
Originalus šaltinis: „UC Berkeley“ spaudai
