Pölyinen supernovajäännös. Klikkaa suurentaaksesi
Supernovan jäännös pienessä Magellanic Cloudissa on vain 1000 vuotta vanha; joten se on yksi nuorimmista koskaan löydetyistä. Nykyiset teoriat supernovoista ennustavat, että siinä tulisi olla sata kertaa enemmän pölyä kuin tähtitieteilijät voivat havaita. On mahdollista, että supernovan iskut aallot estävät pölyn muodostumisen tai että suuret määrät kylmempää pölyä eivät vain ole nähneet infrapunainstrumenttien avulla.
Yksi tunnetuimmista supernovajäännöksistä, hehkuva punainen pölypallo, jonka aiheutti läheisen galaksin, Pienen Magellanin pilven räjähdyksestä, joka tehtiin tuhat vuotta sitten, oli sama ongelma kuin räjähtää tähtiä omassa galaksissamme: liian vähän pölyä .
Kalifornian yliopiston Berkeleyn astronomien äskettäiset mittaukset, jotka käyttävät infrapunakameroita NASA: n Spitzerin avaruusteleskoopilla, osoittavat korkeintaan sadasosan ydinsärkymisen supernovien nykyisten teorioiden ennustamasta pölymäärästä, tuskin aurinkojärjestelmän planeettojen massasta. .
Ristiriita on haaste tutkijoille, jotka yrittävät ymmärtää tähtijen alkuperää varhaisessa maailmankaikkeudessa, koska pääasiassa räjähtävistä tähtiistä tuotetun pölyn uskotaan siemenneen uuden sukupolven tähtiä. Vaikka Linnunradan galaksissa esiintyvien supermassiivisten räjähtävien tähtien jäännöksissä on vähemmän pölyä kuin ennustettiin, tähtitieteilijät olivat toivoneet, että vähemmän kehittyneessä pienessä Magellanin pilvessä olevat supernoovat sopisivat paremmin malleihinsa.
"Suurin osa edellisestä työstä oli keskittynyt vain galaksiimme, koska meillä ei ollut tarpeeksi resoluutiota katsoa kauemmas muihin galakseihin", kertoi astrofysiikan tutkija Snezana Stanimirovic, UC Berkeleyn tutkija. ”Mutta Spitzerillä voimme saada todella korkean resoluution havaintoja Pienestä Magellanic Cloudista, joka on 200 000 valovuoden päässä. Koska pienten magelanien pilvien supernoovat kokevat samanlaisia olosuhteita kuin mitä odotamme varhaisissa galakseissa, tämä on ainutlaatuinen testi pölyn muodostumisesta varhaisessa maailmankaikkeudessa. "
Stanimirovic raportoi havainnoistaan esityksessä ja lehdistötilaisuudessa tänään (tiistaina 6. kesäkuuta) American Astronomical Society -kokouksessa Calgaryssa, Alberta, Kanada.
Stanimirovic spekuloi, että teorian ja havaintojen välinen ristiriita voi johtua siitä, että vaikutetaan raskaiden elementtien tiivistymiseen pölyyn vaikuttavaan tehokkuuteen, paljon suurempaan pölyn tuhoamisnopeuteen energian supernovan iskuaalloissa tai siitä, että tähtitieteilijöiltä puuttuu erittäin suuri määrä paljon kylmempiä pöly, joka voidaan piilottaa infrapunakameroista.
Tämä havainto viittaa myös siihen, että vaihtoehtoiset pölyn muodostumispaikat, etenkin massiivisten tähtien voimakkaat tuulet, voivat olla tärkeämpiä tekijöitä alkuperäisten galaksien pölyvarastoon kuin supernoovat.
Massiivisten tähtien - toisin sanoen tähtiä, jotka ovat 10–40 kertaa suurempia kuin aurinko - uskotaan lopettavan elämänsä niiden ytimien massiivisella romahduksella, joka räjäyttää tähteiden ulkokerrokset pois ja erottaa raskaat elementit kuten piin, hiilen ja rautaa laajenevissa pallomaisissa pilvissä. Tämän pölyn ajatellaan olevan materiaalilähde uusien sukupolvien tähtiä muodostettaessa, joissa on enemmän raskaita elementtejä, niin kutsuttuja ”metalleja” paljon runsaamman vedyn ja heliumkaasun lisäksi.
Stanimirovic ja hänen kollegansa UC Berkeleystä, Harvardin yliopistosta, Kalifornian teknillisestä instituutista (Caltech), Bostonin yliopistosta ja useista kansainvälisistä instituuteista muodostavat yhteistyön nimeltä Spitzer Survey of the Small Magellanic Cloud (S3MC). Ryhmä hyödyntää Spitzer-kaukoputken ennennäkemätöntä resoluutiota tutkia galaksissa vuorovaikutusta massiivisten tähtien, molekyylipölypilvien ja niiden ympäristön välillä.
UC Berkeleyn tutkijan ja S3MC-projektin päätutkijan Alberto Bolatto mukaan "Pieni Magellanin pilvi on kuin laboratorio pölyn muodostumisen testaamiseksi galakseissa olosuhteissa, jotka ovat paljon lähempänä varhaisen maailmankaikkeuden galaksien olosuhteita."
"Suurin osa supernoovajäännösten tuottamasta säteilystä emittoituu spektrin infrapuna-osaan", sanoi Bryan Gaensler Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta Cambridgessa, Massachusetts. "Spitzerin avulla voimme vihdoin nähdä, miltä nämä esineet todella näyttävät. .”
Kutsutaan kääpiön epäsäännölliseksi galakseksi, Pieni Magellanin pilvi ja sen seuralainen, Suuri Magellanin pilvi, kiertävät paljon suurempaa Linnunrataa. Kaikki kolme ovat noin 13 miljardia vuotta vanhoja. Eoneiden yli, Linnunrata on työntänyt ja vetänyt nämä satelliittigalaktikot, luonut sisäisen turbulenssin, joka todennäköisesti on vastuussa hitaammasta tähteiden muodostumisesta, ja siten hidastunut evoluutio, joka saa Pienen Magellanin pilven näyttämään paljon nuoremmista galakseista, jotka nähdään kauempana.
"Tällä galaksilla on todella ollut villi menneisyys", Stanimirovic sanoi. Tästä syystä "Pienen Magellanin pilven pölypitoisuus ja raskaiden elementtien määrä on paljon pienempi kuin galaksissamme", hän sanoi, "vaikka tähteiden välinen säteilykenttä tähtien välillä on voimakkaampaa kuin Linnunradan galaksissa. . Kaikki nämä elementit olivat läsnä varhaisessa maailmankaikkeudessa. ”
Kiitos 50 tuntia tarkkailua Spitzerin infrapunakamerakamerassa (IRAC) ja monikaistaista kuvantamisfotometrissä (MIPS), S3MC-tutkimusryhmä kuvansi galaksin keskiosan vuonna 2005. Yhdessä kappaleessa kuvasta Stanimirovic huomasi punaisen pallomaisen kuplan, joka hän löysi vastasi tarkalleen voimakkaan röntgenlähteen, jota aiemmin havaitsi NASA: n Chandran röntgen observatorion satelliitti. Pallo osoittautui supernovan jäännökseksi, 1E0102.2-7219, jota on tutkittu paljon viime vuosina optisissa, röntgen- ja radiokaistoissa, mutta jota ei koskaan ennen ole nähty infrapunassa.
Lämpimät esineet lähettävät infrapunasäteilyä, ja itse asiassa supernoovan jäännöksestä tuleva säteily, joka näkyy vain yhdellä aallonpituusalueella, osoitti, että 1 000 vuotta vanha pölykupla oli melkein tasaisesti 120 kelviniä, mikä vastaa 244 Fahrenheit-astetta nollan alapuolella. E0102, joka on kaikkien tunnetuimpien supernovien jäännösten joukossa nuorin kolmasosa, johtui todennäköisesti 20-kertaisen auringon kokoisen tähden räjähdyksestä, ja roskat ovat siitä lähtien kasvaneet nopeudella noin 1 000 kilometriä sekunnissa (2 miljoonaa mailia tunnissa).
Infrapunadata antoi tilaisuuden nähdä, vastaavatko aikaisemmat tähti sukupolvet - sellaisia, joissa raskasmetallien määrä on vähäinen -, paremmin nykyisiä teorioita pölyn muodostumisesta räjähtävissä supermassiivisissa tähtiissä. Valitettavasti pölyn määrä - lähes tuhannesosa Auringon massasta - oli ainakin 100 kertaa odotettua pienempi, samanlainen kuin Linnunradalla tunnetun supernovan jäännöksen Cassiopeia A tilanne.
S3MC-tiimi suunnittelee tulevia spektroskopisia havaintoja Spitzer-kaukoputkella, joka antaa tietoa supernoova-räjähdyksissä muodostuneiden pölyjyvien kemiallisesta koostumuksesta.
Työtä sponsoroivat Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto sekä Kansallinen tiedesäätiö.
NASA: n suihkukäyttöinen laboratorio Kalifornian Pasadenassa hallinnoi Spitzerin avaruusteleskoopin operaatiota NASA: n tiedeoperaation osastolle, joka sijaitsee Washingtonissa, D.C. Tiedeoperaatiot suoritetaan Spitzerin tiedekeskuksessa Caltechissa, myös Pasadenassa. JPL on Caltechin jaosto.
Alkuperäinen lähde: UC Berkeley -lehdistötiedote
