Ostatak prašine supernove Klikni za veću sliku
Ostatak supernove u Malom magnetskom oblaku star je samo 1.000 godina; što ga čini jednim od najmlađih ikada otkrivenih. Aktuelne teorije o supernovama predviđaju da bi u njemu trebala biti 100 puta veća prašina koju astronomi mogu otkriti. Moguće je da su valovi supernove spriječili stvaranje prašine, ili da velike količine hladnije prašine nisu vidljive infracrvenim instrumentima.
Jedna od najmlađih ostataka supernove poznata, užarena crvena prašina stvorena eksplozijom prije 1000 godina supermasivne zvijezde u obližnjoj galaksiji, Malog Magelanskog oblaka, pokazuje isti problem kao i eksplodiranje zvijezda u našoj vlastitoj galaksiji: premalo prašine ,
Nedavna mjerenja Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, astronomi koji koriste infracrvene kamere na NASA-ovom svemirskom teleskopu pokazuju, najviše stopostotnu količinu prašine predviđenu trenutnim teorijama supernova urušavanja jezgre, jedva masu planeta u Sunčevom sustavu ,
To odstupanje predstavlja izazov znanstvenicima koji pokušavaju razumjeti podrijetlo zvijezda u ranom svemiru, jer se vjeruje da prašina proizvedena uglavnom iz eksplodirajućih zvijezda sjeme formira zvijezde nove generacije. Iako ostaci supermasivih eksplodirajućih zvijezda u galaksiji Mliječni put također pokazuju manje prašine nego što se predviđalo, astronomi su se nadali da će se supernove u manje razvijenom Malom magnetskom oblaku više podudarati s njihovim modelima.
"Većina prethodnog rada bila je usmjerena samo na našu galaksiju, jer nismo imali dovoljno razlučivosti da gledamo dalje u druge galaksije", rekla je astrofizičarka Snežana Stanimirović, znanstvena suradnica u UC Berkeley. "Ali sa Spitzerom možemo dobiti stvarno promatranje visoke rezolucije Malog magellanskog oblaka koji je udaljen 200 000 svjetlosnih godina. Budući da supernove u Malom magnetskom oblaku imaju uvjete slične onima koje očekujemo za rane galaksije, ovo je jedinstven test stvaranja prašine u ranom svemiru. "
Stanimirović svoja otkrića izvještava danas (utorak, 6. lipnja) u prezentaciji i brifingu za novinare na sastanku Američkog astronomskog društva u Calgaryu u Alberti u Kanadi.
Stanimirović nagađa da bi odstupanje između teorije i opažanja moglo proizaći iz nečega što utječe na učinkovitost s kojom se teški elementi kondenziraju u prašinu, iz puno veće brzine uništavanja prašine u energetskim udarnim valovima supernove ili zato što astronomima nedostaje vrlo velika količina puno hladnijeg prašina koja bi se mogla sakriti od infracrvenih kamera.
Ovo otkriće također sugerira da alternativna mjesta stvaranja prašine, posebno snažni vjetrovi iz masivnih zvijezda, mogu biti važniji doprinos prašini u prvobitnim galaksijama nego supernove.
Smatra se da će masivne zvijezde - tj. Zvijezde koje su 10 do 40 puta veće od našeg sunca - završiti svoj život ogromnim urušavanjem njihovih jezgara koje izvaljuju vanjske slojeve zvijezda, izvlačeći teške elemente poput silicija, ugljika i željezo u širenjem sfernih oblaka. Smatra se da je ta prašina izvor materijala za stvaranje nove generacije zvijezda s težim elementima, takozvanim „metalima“, uz znatno obilniji plin vodik i helij.
Stanimirović i kolege sa UC Berkeley, Sveučilišta Harvard, Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech), Sveučilišta u Bostonu i nekoliko međunarodnih instituta tvore suradnju pod nazivom Spitzovo istraživanje malog magellanskog oblaka (S3MC). Grupa koristi prednosti dosad neviđene rezolucije Spitzerovog teleskopa za proučavanje interakcija u galaksiji između masivnih zvijezda, oblaka molekularne prašine i njihovog okruženja.
Prema Albertu Bolattu, znanstvenom suradniku u UC Berkeleyu i glavnom istraživaču projekta S3MC, „Mali Magelanski oblak je poput laboratorija za ispitivanje stvaranja prašine u galaksijama sa uvjetima koji su mnogo bliži onima galaksija u ranom svemiru.“
"Većina zračenja nastalog ostacima supernove emitira se u infracrvenom dijelu spektra," rekao je Bryan Gaensler iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku u Cambridgeu, Massachusetts. "Sa Spitzerom napokon možemo vidjeti kako ti objekti stvarno izgledaju „.
Nazvao je patuljastu nepravilnu galaksiju, Mali Magelanski oblak i njegov suputnik, Veliki Magellanski oblak, orbitirali su na mnogo većoj Mliječnoj stazi. Sve tri su stare oko 13 milijardi godina. Mliječni put je tijekom eona potiskivao i povlačio te satelitske galaksije, stvarajući unutarnju turbulenciju vjerojatno odgovornu za sporiju brzinu formiranja zvijezda, a time i usporenu evoluciju zbog koje Mali Magelanski oblak izgleda kao mnogo mlađe galaksije koje se vide dalje.
"Ova galaksija je zaista imala divlju prošlost", rekao je Stanimirović. Zbog toga je, međutim, "sadržaj prašine i obilje teških elemenata u Malom magnetskom oblaku mnogo niži nego u našoj galaksiji", rekla je, "dok je međuzvjezdano zračenje iz zvijezda intenzivno intenzivnije nego u galaksiji Mliječni put , Svi su ti elementi bili prisutni u ranom svemiru. "
Zahvaljujući 50 sati promatranja Spitzerovom infracrvenom kamerom s nizom infracrvenih zraka (IRAC) i višepojasnim fotometrom za snimanje slika (MIPS), istraživački tim S3MC snimio je središnji dio galaksije u 2005. U jednom dijelu te slike Stanimirović je primijetio crveni sferični mjehurić koji otkrila je da se točno podudara s moćnim izvorom rendgenskih zraka koje je prethodno uočio NASA-in satelit Xandri opservatorij Chandra. Kugla se ispostavila kao ostatak supernove, 1E0102.2-7219, mnogo proučavan u posljednjih nekoliko godina u optičkim, rendgenskim i radiopojasima, ali nikada prije viđen u infracrvenom.
Infracrveno zračenje emitiraju topli predmeti, a u stvari, zračenje iz ostatka supernove, vidljivo u samo jednom valnom opsegu, ukazivalo je da je mjehurić prašine star 1000 godina bio gotovo jednolik 120 Kelvina, što odgovara 244 stupnja Farenheita ispod nule. E0102, među najmlađom trećinom svih poznatih ostataka supernove, vjerojatno je posljedica eksplozije zvijezde 20 puta veće od sunca, a krhotine su se od tada širile na oko 1.000 kilometara u sekundi (2 milijuna milja na sat).
Infracrveni podaci pružili su priliku da se uvjeri da li ranije generacije zvijezda - one s malim udjelom teških metala - više poklapaju s trenutnim teorijama stvaranja prašine u eksplodiranju supermasivnih zvijezda. Nažalost, količina prašine - gotovo tisuću Sunčeve mase - bila je barem 100 puta manja od predviđene, slično kao kod poznatog ostatka supernove Kasiopeje A u Mliječnom putu.
Tim S3MC planira buduća spektroskopska promatranja sa Spitzerovim teleskopom koji će pružiti informacije o kemijskom sastavu zrna prašine formiranih u eksplozijama supernove.
Rad je sponzorirala Nacionalna uprava za zrakoplovstvo i svemir i Nacionalna zaklada za znanost.
NASA-in laboratorij za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija, upravlja misijom svemirskog teleskopa Spitzera za NASA-ino direkciju za naučnu misiju sa sjedištem u Washingtonu, D.C. Znanstvene operacije se provode u Spitzerovom znanstvenom centru u Caltechu, također u Pasadeni. JPL je podjela Caltecha.
Izvorni izvor: UC Berkeley News Release
