Universul se revarsă de praf cosmic. Planetele se formează în nori învolburate de praf în jurul unei stele tinere; Benzile de praf ascund stele mai îndepărtate în Calea Lactee de deasupra noastră; Și hidrogenul molecular se formează pe boabele de praf în spațiul interstelar.
Chiar și funinginea dintr-o lumânare este foarte asemănătoare cu praful cosmic de carbon. Ambele constau în silicate și granule de carbon amorfe, deși boabele de mărime din funingine sunt de 10 ori sau mai mari decât dimensiunile tipice ale boabelor în spațiu.
Dar de unde provine praful cosmic?
Un grup de astronomi a reușit să urmărească praful cosmic creat în urma unei explozii de supernova. Noua cercetare arată nu numai că boabele de praf se formează în aceste explozii masive, dar și ele pot supraviețui undelor de șoc ulterioare.
Stelele își trag inițial energia prin fuzionarea hidrogenului în heliu adânc în miezul lor. Dar în cele din urmă o stea va rămâne fără combustibil. După o fizică ușor dezordonată, miezul contractat al stelei va începe să fuzioneze heliu în carbon, în timp ce o coajă deasupra miezului continuă să fuzioneze hidrogenul în heliu.
Modelul continuă pentru stele de masă medie până la mare, creând straturi de ardere nucleară diferită în jurul miezului stelei. Așadar, ciclul nașterii și morții stelare a produs și dispersat constant elemente mai grele de-a lungul istoriei cosmice, oferind substanțele necesare prafului cosmic.
„Problema a fost că, chiar dacă boabele de praf compuse din elemente grele s-ar forma în supernove, explozia supernovei este atât de violentă încât s-ar putea ca boabele de praf să nu supraviețuiască”, a declarat coautorul Jens Hjorth, șeful Centrului de Cosmologie Întunecată din Niels Bohr Institutul într-un comunicat de presă. „Dar grăunțele cosmice de dimensiuni semnificative există, așa că misterul a fost modul în care sunt formate și au supraviețuit undelor de șoc ulterioare.”
Echipa condusă de Christa Gall a folosit telescopul foarte mare al ESO al Observatorului Paranal din nordul Chile pentru a observa o supernovă, denumită SN2010jl, de nouă ori în lunile următoare exploziei și pentru a zecea oară, la 2,5 ani de la explozie. Au observat supernova atât în lungimi de undă vizibile cât și în infraroșu aproape.
SN2010jl a fost de 10 ori mai strălucitor decât supernova medie, făcând steaua care exploda să fie de 40 de ori mai mare decât Soarele.
„Combinând datele din cele nouă seturi timpurii de observații, am putut face primele măsurători directe ale modului în care praful din jurul unei supernove absoarbe diferitele culori ale luminii”, a declarat autorul principal Christa Gall de la Universitatea Aarhus. „Acest lucru ne-a permis să aflăm mai multe despre praf decât era posibil înainte.”
Rezultatele indică faptul că formarea prafului începe curând după explozie și continuă o perioadă lungă de timp.
Praful se formează inițial în material pe care steaua l-a expulzat în spațiu chiar înainte de a exploda. Apoi are loc un al doilea val de formare a prafului, care implică material ejectat din supernova. Aici boabele de praf sunt masive - o mie de milimetru în diametru - făcându-le rezistente la eventualele unde de șoc.
„Când steaua explodează, unda de șoc lovește norul dens de gaz ca un zid de cărămidă. Este totul sub formă de gaz și incredibil de fierbinte, dar când erupția lovește „peretele”, gazul se comprimă și se răcește până la aproximativ 2.000 de grade ”, a spus Gall. „La această temperatură și densitate, elementele pot nuclea și forma particule solide. Am măsurat boabele de praf la fel de mari ca în jurul unui micron (o milime de milimetru), care este mare pentru boabele cosmice de praf. Sunt atât de mari încât pot supraviețui călătoriei lor ulterioare în galaxie. ”
Dacă producția de praf din SN2010jl continuă să urmeze tendința observată, cu 25 de ani de la explozia supernovei, masa totală de praf va avea jumătate din masa Soarelui.
Rezultatele au fost publicate în Nature și sunt disponibile pentru descărcare aici. Comunicatul de presă al Institutului Niels Bohr și comunicatul de presă al ESO sunt de asemenea disponibile.
