Universumi on täynnä kosmista pölyä. Planeetat muodostuvat pyörteissä pölypilvissä nuoren tähden ympärillä; Pölykaiteet kätkevät kauempana olevia tähtiä Linnunradalla yläpuolella; Ja molekyylivetyä muodostuu pölyjyvälle tähtienvälisessä tilassa.
Jopa kynttilän noki on hyvin samanlainen kuin kosminen hiilipöly. Molemmat koostuvat silikaatti- ja amorfisista hiilenjyvistä, vaikka noen kokorakeet ovat vähintään 10 kertaa suuremmat kuin avaruudessa tyypilliset raekokojen.
Mutta mistä kosminen pöly tulee?
Ryhmä tähtitieteilijöitä on voinut seurata kosmisen pölyn muodostumista supernoovan räjähdyksen seurauksena. Uusi tutkimus ei vain osoita, että pölyjyviä muodostuu näihin massiivisiin räjähdyksiin, vaan että ne selviävät myös myöhemmistä iskuaalloista.
Tähdet vetävät aluksi energiaansa sulauttamalla vetyä heliumiin syvällä ytimessä. Mutta lopulta tähtillä loppuu polttoaine. Hieman sotkuisen fysiikan jälkeen tähden supistunut ydin alkaa sulauttaa heliumia hiileksi, kun taas ytimen yläpuolella oleva kuori jatkaa vedyn sulauttamista heliumiin.
Kuvio jatkuu keskipitkällä tai suurella massalla olevilla tähtiillä, jolloin tähteen ytimen ympärille muodostuu kerroksia erilaisista ydinpolttoaineista. Tähtien syntymän ja kuoleman kierto on siis tasaisesti tuottanut ja levittänyt enemmän raskaita elementtejä koko kosmisen historian ajan, tarjonnut kosmiselle pölylle tarvittavat aineet.
"Ongelmana on ollut, että vaikka raskasista elementeistä koostuvat pölyjyvät muodostuisivat supernoovoihin, supernoovan räjähdys on niin voimakas, että pölyjyvät eivät välttämättä selviä", sanoi Niels Bohrin tumman kosmologian keskuksen päällikkö Jens Hjorth. Instituutti lehdistötiedotteessa. "Mutta merkittävän kokoisia kosmisia jyviä on kuitenkin olemassa, joten mysteeri on ollut niiden muodostuminen ja selvinnyt myöhemmistä iskuaalloista."
Christa Gallin johtama ryhmä käytti ESO: n erittäin suurta kaukoputkea Paranal-observatoriossa Pohjois-Chilessä tarkkailemaan supernovaa, nimeltään SN2010jl, yhdeksän kertaa räjähdyksen jälkeisissä kuukausissa ja kymmenennen kerran 2,5 vuotta räjähdyksen jälkeen. He havaitsivat supernoovaa sekä näkyvällä että lähellä infrapuna-aallonpituudella.
SN2010jl oli 10 kertaa kirkkaampi kuin keskimääräinen supernova, joten räjähtävä tähti oli 40-kertainen auringon massaan nähden.
"Yhdistämällä yhdeksän varhaisen havaintojoukon tiedot pystyimme tekemään ensimmäiset suorat mittaukset siitä, kuinka supernoovan ympärillä oleva pöly imee valon eri värejä", sanoi pääkirjailija Christa Gall Århusin yliopistosta. "Tämän avulla saimme tietää enemmän pölystä kuin ennen oli mahdollista."
Tulokset osoittavat, että pölyn muodostuminen alkaa pian räjähdyksen jälkeen ja jatkuu pitkän ajanjakson ajan.
Pölyä muodostuu alun perin materiaalista, jonka tähti karkotti avaruuteen jo ennen sen räjähtämistä. Sitten tapahtuu toinen pölyn muodostumisen aalto, johon sisältyy supernoovasta poistettu materiaali. Täällä pölyjyvät ovat massiivisia - halkaisijaltaan tuhatosaa millimetristä -, mikä tekee niistä kestäviä kaikille seuraaville iskuaalloille.
”Kun tähti räjähtää, iskuaalto osuu tiheään kaasupilviin kuin tiiliseinä. Se on kaikki kaasumuodossa ja uskomattoman kuumaa, mutta purkauksen osuessa ”seinämään” kaasu puristuu ja jäähtyy noin 2000 asteeseen ”, Gall sanoi. ”Tässä lämpötilassa ja tiheydessä elementit voivat nukleoitua ja muodostaa kiinteitä hiukkasia. Mittasimme pölyn jyviä niin suuria kuin noin mikroni (tuhannesosa millimetriä), mikä on suurta kosmisille pölyjyvälle. Ne ovat niin suuria, että he voivat selviytyä eteenpäin suunnatusta matkastaan galaksiin. "
Jos SN2010jl: n pölytuotanto jatkaa havaittua trendiä, 25 vuoden kuluttua supernoovan räjähdyksestä, pölyn kokonaismassalla on puolet Auringon massasta.
Tulokset on julkaistu Nature-julkaisussa ja ne ovat ladattavissa täältä. Niels Bohr -instituutin lehdistötiedote ja ESO: n lehdistötiedote ovat myös saatavana.
