Putekļainās supernovas paliekas. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Supernovas paliekas Mazajā Magelāna mākoņā ir tikai 1000 gadu vecas; padarot to par vienu no jaunākajiem, kāds jebkad atklāts. Pašreizējās teorijas par supernovām prognozē, ka tām vajadzētu būt 100 reizes lielākam par putekļiem, ko astronomi var atklāt. Iespējams, ka supernovas triecienviļņi novērsa putekļu veidošanos vai lielu daudzumu aukstāku putekļu vienkārši nebija redzējuši infrasarkanajos instrumentos.
Viena no jaunākajām zināmajām supernovas paliekām - kvēlojoša sarkana putekļu bumba, ko radījusi supermasīvās zvaigznes eksplozija pirms 1000 gadiem tuvējā galaktikā Mazajā Magelāna mākonī, un tā pati problēma kā zvaigžņu eksplodēšana mūsu pašu galaktikā: pārāk maz putekļu .
Nesenie Kalifornijas universitātes Bērklija astronomu mērījumi, kas izmantoja infrasarkanās kameras NASA Spicera kosmiskajā teleskopā, rāda, ka tikai viena simtdaļa putekļu daudzuma, ko paredz pašreizējās teorijas par kodolu sabrukšanas supernovām, tik tikko ir planētu masa Saules sistēmā. .
Neatbilstība rada izaicinājumu zinātniekiem, kuri cenšas izprast zvaigžņu izcelsmi agrīnajā Visumā, jo tiek uzskatīts, ka putekļi, kas galvenokārt rodas no eksplodējošām zvaigznēm, veicina jaunās paaudzes zvaigžņu veidošanos. Kaut arī Piena Ceļa galaktikā redzamo supermasīvo sprādzienbīstamo zvaigžņu paliekās ir mazāk putekļu, nekā tika prognozēts, astronomi cerēja, ka supernovas mazāk attīstītajā Mazajā Magellāna mākonī vairāk saskaņos ar viņu modeļiem.
"Lielākā daļa iepriekšējo darbu bija vērsta tikai uz mūsu galaktiku, jo mums nebija pietiekami daudz izšķirtspējas, lai tuvāk ieskatītos citās galaktikās," sacīja astrofiziķis Snezana Stanimirovic, UC Berkeley zinātniskais līdzstrādnieks. “Bet ar Spitzer palīdzību mēs varam iegūt patiešām augstas izšķirtspējas novērojumus Mazajam Magelāna mākoņam, kas atrodas 200 000 gaismas gadu attālumā. Tā kā supernovas mazā Magelāna mākoņa apstākļos piedzīvo apstākļus, kas ir līdzīgi tiem, kurus sagaidām no agrīnām galaktikām, tas ir unikāls putekļu veidošanās pārbaudījums agrīnajā Visumā. ”
Stanimirovičs ziņo par saviem atradumiem prezentācijā un preses brīfingā šodien (otrdien, 6. jūnijā) Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē Kalgari, Alberta, Kanādā.
Stanimirovičs spriež, ka atšķirības starp teoriju un novērojumiem varētu rasties kaut kas ietekmē efektivitāti, ar kādu smagie elementi kondensējas putekļos, daudz lielāks putekļu iznīcināšanas ātrums enerģētiskos supernovas triecienviļņos vai tāpēc, ka astronomiem trūkst ļoti liela daudz aukstāka daudzuma. putekļi, kurus varētu paslēpt no infrasarkanajām kamerām.
Šis atklājums arī liek domāt, ka alternatīvas putekļu veidošanās vietas, jo īpaši spēcīgie masveida zvaigžņu vēji, iespējams, ir svarīgāki putekļu krājuma veicinātāji pirmatnējās galaktikās nekā supernovas.
Tiek uzskatīts, ka masīvas zvaigznes - tas ir, zvaigznes, kas ir no 10 līdz 40 reizēm lielākas par mūsu sauli - domā, ka viņu dzīve beidzas ar masīvu to serdeņu sabrukšanu, kas pūš zvaigžņu ārējos slāņus, izceļot tādus smagos elementus kā silīcijs, ogleklis un dzelzs izplešanās sfēriskos mākoņos. Tiek uzskatīts, ka šie putekļi ir materiāla avots jaunas paaudzes zvaigžņu veidošanai, kurā papildus daudz bagātīgākam ūdeņraža un hēlija gāzim ir vairāk smago elementu, tā saukto “metālu”.
Stanimirovičs un kolēģi UC Berkeley, Hārvarda universitātē, Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech), Bostonas universitātē un vairākos starptautiskos institūtos veido sadarbību ar nosaukumu Spitzer Survey of the Small Magellanic Cloud (S3MC). Grupa izmanto Spicera teleskopa bezprecedenta izšķirtspēju, lai pētītu mijiedarbību galaktikā starp masīvajām zvaigznēm, molekulārajiem putekļu mākoņiem un to vidi.
Saskaņā ar Alberto Bolatto, UC Berkeley pētnieka un S3MC projekta galvenā pētnieka teikto, “Mazais Magellāna mākonis ir kā laboratorija putekļu veidošanās pārbaudei galaktikās ar apstākļiem, kas ir daudz tuvāk galaktiku apstākļiem agrīnajā Visumā”.
"Lielāko daļu no supernovas palieku radītā starojuma izstaro spektra infrasarkanajā daļā," sacīja Braiens Gaenslers no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra Kembridžā, Masačūsetsa. "Izmantojot Spitzeru, mēs beidzot varam redzēt, kādi šie objekti patiesībā izskatās. . ”
Saukta par punduru neregulāru galaktiku, Mazais Magellāna mākonis un tā pavadonis Lielais Magelanas mākonis riņķo daudz lielākā Piena Ceļa apkārtnē. Visi trīs ir aptuveni 13 miljardi gadu veci. Vairāk nekā mūžībā Piena ceļš ir virzījis un vilcis šīs satelīta galaktikas, radot iekšēju turbulenci, kas, iespējams, ir atbildīga par lēnāku zvaigžņu veidošanās ātrumu, un tādējādi palēninātā evolūcija, kas Mazajam Magelāna mākoņam liek izskatīties pēc daudz jaunākām galaktikām, kas redzamas tālāk.
“Šai galaktikai patiešām ir bijusi savvaļas pagātne,” sacīja Stanimirovičs. Tomēr šī iemesla dēļ “putekļu saturs un smago elementu pārpalikums Mazajā Magellāna mākonī ir daudz zemāks nekā mūsu galaktikā,” viņa sacīja, “kamēr starpzvaigžņu starojuma lauks no zvaigznēm ir intensīvāks nekā Piena ceļa galaktikā. . Visi šie elementi bija sastopami agrīnajā Visumā. ”
Pateicoties 50 stundu ilgajai novērošanai ar Špicera infrasarkano staru kameru (IRAC) un daudzjoslu attēlveidošanas fotometru (MIPS), S3MC aptaujas komanda 2005. gadā attēloja galaktikas centrālo daļu. Vienā šī attēla daļā Stanimirovičs pamanīja sarkanu sfērisku burbuli, kas viņa atklāja, ka precīzi atbilda spēcīgam rentgenstaru avotam, ko iepriekš novēroja NASA Čandras rentgena novērošanas satelīts. Bumba izrādījās supernovas paliekas, 1E0102.2-7219, pēdējos gados daudz pētīta optiskajās, rentgena un radio joslās, bet vēl nekad nav redzēta infrasarkanajā starā.
Infrasarkano starojumu izstaro silti priekšmeti, un faktiski starojums no supernovas paliekām, kas redzams tikai vienā viļņa garuma joslā, liecināja, ka 1000 gadus vecais putekļu burbulis gandrīz vienmērīgi bija 120 Kelvina, kas atbilst 244 grādiem pēc Fārenheita zem nulles. E0102, kas ir viena no jaunākajām trešdaļām no visām zināmajām supernovas paliekām, iespējams, radās zvaigznes eksplozijas rezultātā, kas ir 20 reizes lielāka par saules izmēru, un kopš tā laika gruveši izplešas ar ātrumu aptuveni 1000 kilometri sekundē (2 miljoni jūdzes stundā).
Infrasarkanie dati deva iespēju redzēt, vai agrākās zvaigžņu paaudzes - tādas, kurās ir maz smago metālu - precīzāk atbilst pašreizējām putekļu veidošanās teorijām, eksplodējot supermasīvajām zvaigznēm. Diemžēl putekļu daudzums - gandrīz tūkstošdaļa Saules masas - bija vismaz 100 reizes mazāks, nekā prognozēts, līdzīgi kā situācija ar labi zināmo supernovas palieku Cassiopeia A Piena Ceļā.
S3MC komanda plāno turpmākos spektroskopiskos novērojumus ar Spicera teleskopu, kas sniegs informāciju par supernovas sprādzienos izveidoto putekļu graudu ķīmisko sastāvu.
Darbu sponsorēja Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde un Nacionālais zinātnes fonds.
NASA reaktīvo dzinēju laboratorija Pasadenā, Kalifornijā, pārvalda Spicera kosmiskā teleskopa misiju NASA Zinātniskās misijas direktorātam, kas atrodas Vašingtonā, D.C. Zinātniskās operācijas tiek veiktas Spitzer zinātnes centrā Kaltehā, arī Pasadena. JPL ir Caltech nodaļa.
Oriģinālais avots: UC Berkeley News Release
