Prašni ostanek supernove Kliknite za povečavo
Ostank supernove v Malem magellanskem oblaku je star le 1.000 let; zaradi česar je ena najmlajših odkritih. Trenutne teorije o supernovah predvidevajo, da bi moral imeti 100-krat več prahu, ki ga astronomi lahko zaznajo. Mogoče je, da so udarni valovi supernove preprečili nastajanje prahu ali velike količine hladnejšega prahu preprosto niso videli infrardeči instrumenti.
Ena izmed najmlajših znanih ostankov supernove, žareča rdeča kroglica prahu, ki jo je pred 1000 leti ustvarila eksplozija supermasivne zvezde v bližnji galaksiji, Mali Magellanski oblak, ima enak problem kot eksplodiranje zvezd v naši lastni galaksiji: premalo prahu .
Najnovejše meritve kalifornijske univerze Berkeley, astronomi, ki uporabljajo infrardeče kamere na NASA-inem vesoljskem teleskopu Spitzer, kažejo na največ stotinko količine prahu, ki jo napovedujejo trenutne teorije o supernovah z rušenjem jedra, komaj toliko mase planetov v osončju .
To neskladje predstavlja izziv znanstvenikom, ki poskušajo razumeti poreklo zvezd v zgodnjem vesolju, saj naj bi prah, ki nastane predvsem iz eksplodirajočih zvezd, sejal nove zvezde nove generacije. Medtem ko ostanki supermasivne eksplodirajoče zvezde v galaksiji Mlečna pot kažejo tudi manj prahu, kot je bilo napovedano, so astronomi upali, da se bodo supernove v manj razvitem malem Magellanskem oblaku bolj ujemale s svojimi modeli.
"Večina prejšnjega dela je bila osredotočena samo na našo galaksijo, saj nismo imeli dovolj ločljivosti, da bi pogledali še naprej v druge galaksije," je povedala astrofizičarka Snežana Stanimirović, znanstvena sodelavka v UC Berkeley. "Toda s Spitzerjem lahko dobimo resnično ločljive opazke malega magellanskega oblaka, ki je oddaljen 200.000 svetlobnih let. Ker supernove v Maglenem oblaku doživljajo pogoje, podobne tistim, ki jih pričakujemo za zgodnje galaksije, je to edinstven test nastajanja prahu v zgodnjem vesolju. "
Stanimirović poroča o svojih ugotovitvah v predstavitvi in tiskovnem brifingu danes (torek, 6. junija) na zasedanju Ameriškega astronomskega društva v Calgaryju v Kanadi v Alberti.
Stanimirović ugiba, da bi lahko razhajanje med teorijo in opazovanji izhajalo iz nečesa, kar vpliva na učinkovitost, s katero se težki elementi kondenzirajo v prah, iz veliko večje stopnje uničenja prahu v energijskih udarnih valovih supernove ali zato, ker astronomom manjka zelo velika količina veliko hladnejših prah, ki ga je mogoče skriti pred infrardečimi kamerami.
Ta ugotovitev kaže tudi na to, da lahko alternativna mesta nastajanja prahu, zlasti močni vetrovi iz masivnih zvezd, pomembneje prispevajo k bazenu prahu v prvotnih galaksijah kot supernove.
Masivne zvezde - to so zvezde, ki so 10 do 40-krat večje od našega sonca - naj bi končale svoje življenje z množičnim sesutjem njihovih jeder, ki pihajo zunanje plasti zvezde proč, izpuščajo težke elemente, kot so silicij, ogljik in železo pri širjenju sferičnih oblakov. Ta prah je mišljen kot vir materiala za nastanek nove generacije zvezd s težjimi elementi, tako imenovanimi "kovinami", poleg veliko bolj obilnih plinov vodika in helija.
Stanimirovič s sodelavci z UC Berkeley, Harvard University, Kalifornijskega tehnološkega inštituta (Caltech), Bostonske univerze in številnih mednarodnih inštitutov oblikuje sodelovanje, imenovano Spitzerjeva raziskava malega magelanskega oblaka (S3MC). Skupina izkorišča neprimerljivo resolucijo teleskopa Spitzer za preučevanje interakcij v galaksiji med masivnimi zvezdami, molekularnimi oblaki prahu in njihovim okoljem.
Po besedah Alberta Bolatta, znanstvenega sodelavca pri UC Berkeley in glavnega raziskovalca projekta S3MC, je "Mali magellanski oblak kot laboratorij za testiranje nastajanja prahu v galaksijah s pogoji, ki so mnogo bližje razmeram galaksij v zgodnjem vesolju."
"Večina sevanja, ki ga proizvajajo ostanki supernove, se oddaja v infrardečem delu spektra," je dejal Bryan Gaensler iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko v Cambridgeu, Masač. "S Spitzerjem lahko končno vidimo, kako v resnici izgledajo ti predmeti . "
Imenovana je pritlikava nepravilna galaksija, Mali Magellanski oblak in njegov spremljevalec, Veliki Magellanski oblak, krožijo po veliko večji Mlečni poti. Vsi trije so stari okrog 13 milijard let. Čez eone je Mlečna pot potisnila in potegnila te satelitske galaksije, kar je ustvarilo notranje turbulence, ki so verjetno odgovorne za počasnejšo stopnjo nastajanja zvezd in s tem upočasnjeno evolucijo, zaradi katere je mali Magellanski oblak videti kot veliko mlajše galaksije, ki jih vidimo daleč stran.
"Ta galaksija je imela resnično divjo preteklost," je dejal Stanimirović. Zaradi tega pa so "vsebnost prahu in številnost težkih elementov v Malem magellanskem oblaku precej nižja kot v naši galaksiji," je dejala, "medtem ko je medzvezdno sevalno polje iz zvezd bolj intenzivno kot v galaksiji Mlečni pot . Vsi ti elementi so bili prisotni v zgodnjem vesolju. "
Zahvaljujoč 50-urnemu opazovanju s Spitzerjevo kamero z infrardečo mrežo (IRAC) in večpoteznim slikovnim fotometrom (MIPS) je anketna skupina S3MC leta 2005. posnela osrednji del galaksije. V enem kosu te slike je Stanimirović opazil rdeč sferični mehurček, ki odkrila je, da se natančno ujema z močnim virom rentgenskih žarkov, ki ga je predhodno opazoval NASA-in satelit rentgenski observatorij Chandra. Žoga se je izkazala za ostanek supernove, 1E0102.2-7219, ki je bil v zadnjih nekaj letih veliko raziskan v optičnih, rentgenskih in radijskih pasovih, vendar še nikoli prej viden v infrardeči povezavi.
Infrardeče sevanje oddajajo topli predmeti, pravzaprav pa je sevanje iz ostanka supernove, vidno le v enem pasu valovne dolžine, nakazovalo, da je bil tisočletni prašni mehurček skoraj enakomerno 120 Kelvinov, kar ustreza 244 stopinj Fahrenheita pod ničlo. E0102, med najmlajšo tretjino vseh znanih ostankov supernove, je verjetno posledica eksplozije zvezde, ki je 20-krat večja od sonca, in naplavine se od takrat širijo s približno 1.000 kilometrov na sekundo (2 milijona milj na uro).
Infrardeči podatki so dali priložnost, da ugotovimo, ali prejšnje generacije zvezd - tiste z majhnim številom težkih kovin - bolj ustrezajo trenutnim teorijam tvorjenja prahu pri eksplodiranju supermasivnih zvezd. Na žalost je bila količina prahu - skoraj tisoč tisočakov Sončeve mase - vsaj 100-krat manjša od predvidene, podobno kot pri znanem ostanku supernove Kasiopeji A v Mlečni poti.
Ekipa S3MC načrtuje prihodnja spektroskopska opazovanja s teleskopom Spitzer, ki bodo zagotovili informacije o kemični sestavi prašnih zrn, ki nastanejo pri eksplozijah supernove.
Delo sta sponzorirala Nacionalna uprava za letalstvo in vesolje in Nacionalna znanstvena fundacija.
Nasin laboratorij za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji upravlja misija Spitzer Space za vesoljski teleskop za Nasino direkcijo za znanstveno misijo s sedežem v Washingtonu, D.C. Znanstvene operacije se izvajajo v Spitzerjevem znanstvenem centru v Caltechu, prav tako v Pasadeni. JPL je delitev podjetja Caltech.
Izvirni vir: UC Berkeley News Release
