Rămasă de supernova praf. Faceți clic pentru a mări
O rămășiță de supernova din Noul Magellanic Mic are doar 1.000 de ani; făcând-o una dintre cele mai tinere descoperite vreodată. Teoriile actuale despre supernovee prevăd că ar trebui să aibă de 100 de ori mai mult praful pe care astronomii îl pot detecta. Este posibil ca undele de șoc supernova să împiedice formarea prafului sau ca cantități mari de praf mai rece să nu fi fost văzute de instrumentele infraroșii.
Una dintre cele mai tinere rămășițe de supernova cunoscute, o bilă roșie strălucitoare de praf creată de explozia în urmă cu 1.000 de ani a unei stele supermasive dintr-o galaxie din apropiere, Micul Magellanic Cloud, prezintă aceeași problemă ca și stelele care explodează în propria noastră galaxie: prea puțin praf .
Măsurătorile recente ale Universității din California, Berkeley, astronomi care folosesc camere cu infraroșu la bordul Telescopului spațial Spitzer al NASA arată, cel mult, o sută o cantitate de praf prevăzută de teoriile actuale ale supernovelor cu colaps de miez, abia masa planetelor din sistemul solar. .
Discrepanța prezintă o provocare pentru oamenii de știință care încearcă să înțeleagă originile stelelor din universul timpuriu, deoarece se crede că praful produs în primul rând din stele în curs de explodare formează stele de nouă generație. În timp ce rămășițele unor stele supermasive care explodează în galaxia Calea Lactee arată, de asemenea, mai puțin praf decât cel prevăzut, astronomii speraseră că supernovele din Noul Magellanic mai puțin evoluat se vor conforma mai mult cu modelele lor.
„Cea mai mare parte a lucrărilor anterioare s-a concentrat doar pe galaxia noastră, deoarece nu aveam suficientă rezoluție pentru a privi mai departe în alte galaxii”, a spus astrofizicianul Snezana Stanimirovic, un asociat de cercetare la UC Berkeley. „Dar cu Spitzer, putem obține observații de înaltă rezoluție ale Micului Magellanic Cloud, care se află la 200.000 de ani lumină. Deoarece supernovele din Noul Magellanic Mic prezintă condiții similare cu cele pe care le așteptăm pentru galaxiile timpurii, acesta este un test unic al formării prafului în universul timpuriu. ”
Stanimirovic raportează concluziile sale într-o prezentare și într-o informare de presă astăzi (marți, 6 iunie) la o reuniune a American Astronomical Society din Calgary, Alberta, Canada.
Stanimirovic speculează că discrepanța dintre teorie și observații ar putea rezulta din ceva care afectează eficiența cu care elementele grele se condensează în praf, dintr-o rată mult mai mare de distrugere a prafului în undele de șoc cu supernova energetică sau pentru că astronomilor le lipsește o cantitate foarte mare de mult mai rece. praf care ar putea fi ascuns de camerele cu infraroșu.
Această constatare sugerează, de asemenea, că siturile alternative de formare a prafului, în special vânturile puternice ale stelelor masive, pot fi contribuitori mai importanți la bazinul de praf din galaxiile primordiale decât supernovele.
Stelele masive - adică stelele care sunt de 10 până la 40 de ori mai mari decât soarele nostru - sunt gândite să-și încheie viața cu un colaps masiv al miezurilor lor, care aruncă straturile exterioare ale stelelor, aruncând elemente grele precum siliciu, carbon și fier în extinderea norilor sferici. Se consideră că acest praf este sursa de material pentru formarea unei noi generații de stele cu elemente mai grele, așa-numitele „metale”, pe lângă hidrogenul și gazele cu heliu mult mai abundente.
Stanimirovic și colegii de la UC Berkeley, Universitatea Harvard, Institutul de Tehnologie din California (Caltech), Universitatea Boston și mai multe institute internaționale formează o colaborare numită Spitzer Survey of the Small Magellanic Cloud (S3MC). Grupul profită de rezoluția fără precedent a telescopului Spitzer pentru a studia interacțiunile din galaxie între stele masive, nori moleculari de praf și mediul lor.
Potrivit lui Alberto Bolatto, asociat de cercetare la UC Berkeley și investigator principal al proiectului S3MC, „Micul Magellanic Cloud este ca un laborator pentru testarea formării prafului în galaxii cu condiții mult mai apropiate de cele ale galaxiilor din universul timpuriu.”
"Cea mai mare parte a radiațiilor produse de resturile de supernove este emisă în partea infraroșu a spectrului", a spus Bryan Gaensler de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics din Cambridge, Mass. "Cu Spitzer, putem vedea în sfârșit cum arată aceste obiecte cu adevărat. .“
Numită galaxie neregulată pitică, Noul Magellanic Mic și însoțitorul său, Marele Magellanic, orbitează pe Calea Lactee mult mai mare. Toate trei au în jur de 13 miliarde de ani. De-a lungul eonilor, Calea Lactee a împins și a tras aceste galaxii satelite, creând turbulența internă responsabilă probabil de ritmul mai lent al formării stelelor și astfel evoluția încetinită care face ca Noul Magellanic Mic să arate ca niște galaxii mult mai tinere văzute mai departe.
"Această galaxie a avut un trecut sălbatic", a spus Stanimirovic. Din această cauză, însă, „conținutul de praf și abundența elementelor grele din Noul Magellanic Mic sunt mult mai mici decât în galaxia noastră”, a spus ea, „în timp ce câmpul de radiații interstelare de la stele este mai intens decât în galaxia Calea Lactee. . Toate aceste elemente erau prezente în universul timpuriu. ”
Datorită 50 de ore de observare cu aparatul de fotografiat infraroșu Spitzer (IRAC) și fotometrul cu imagini multibande (MIPS), echipa de sondaj S3MC a imaginat porțiunea centrală a galaxiei în 2005. Într-o bucată din acea imagine, Stanimirovic a observat o bulă sferică roșie care ea a descoperit că a corespuns exact cu o sursă puternică de raze X observată anterior de satelitul Observator de raze X Chandra al NASA. Mingea s-a dovedit a fi o rămășiță de supernova, 1E0102.2-7219, mult studiată în ultimii ani în benzile optice, cu raze X și radiofonice, dar nu a mai fost văzută niciodată în infraroșu.
Radiația infraroșie este emisă de obiecte calde și, de fapt, radiația din rămășița supernovei, vizibilă într-o singură bandă de lungime de undă, a indicat faptul că bula de praf vechi de 1.000 de ani era aproape uniformă de 120 de Kelvin, corespunzând la 244 grade Fahrenheit sub zero. E0102, printre cele mai tinere treimi dintre toate rămășițele de supernove cunoscute, a rezultat probabil din explozia unei stele de 20 de ori mai mare decât soarele, iar resturile s-au extins la aproximativ 1.000 de kilometri pe sec (2 milioane de mile pe oră) de atunci.
Datele cu infraroșu au oferit oportunitatea de a vedea dacă generațiile anterioare de stele - cele cu abundențe reduse de metale grele - corespund mai strâns cu teoriile actuale ale formării prafului în exploatarea stelelor supermasive. Din păcate, cantitatea de praf - aproape o milime din masa Soarelui - a fost de cel puțin 100 de ori mai mică decât s-a prevăzut, similar cu situația cu binecunoscuta rămășiță de supernova Cassiopeia A din Calea Lactee.
Echipa S3MC planifică observații spectroscopice viitoare cu telescopul Spitzer, care va oferi informații despre compoziția chimică a boabelor de praf formate în explozii de supernove.
Lucrarea a fost sponsorizată de Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu și Fundația Națională de Știință.
Laboratorul de propulsie Jet de la NASA din Pasadena, California, gestionează misiunea Spitzer Space Telescope pentru Direcția Misiune Știință a NASA, cu sediul în Washington, D.C. Operațiunile științifice se desfășoară la Centrul științific Spitzer din Caltech, tot în Pasadena. JPL este o divizie a Caltech.
Sursa originală: Comunicat de presă al UC Berkeley
