Nowe obserwacje wyjaśniają, jak powstaje gwiezdny pył wokół supernowej
Grupa astronomów mogła prześledzić powstawanie gwiezdnego pyłu w czasie rzeczywistym – w następstwie wybuchu supernowej. Po raz pierwszy pokazali, że te fabryki pyłu kosmicznego tworzą ziarna w dwuetapowym procesie, zaczynającym się tuż po wybuchu i trwającym przez kolejne lata. Zespół użył teleskopu ESO – Very Large Telescope (VLT), znajdującego się w północnym Chile, by analizować powoli gasnące światło pochodzące od supernowej SN2010jl.
Powstawanie kosmicznego pyłu w galaktykach nadal jest tajemnicą. Astronomowie wiedzą, że supernowe mogły być głównym jego źródłem, zwłaszcza we wczesnym Wszechświecie, ale nadal nie jest jasne, jak i gdzie ziarna pyłu skupiają się i zwiększają swoje rozmiary. Także nie jest jasne, w jaki sposób unikają zniszczenia w surowym środowisku tworzących się galaktyk. Ale teraz, obserwacje z VLT w Paranal Observatory dają po raz pierwszy wgląd w te tajemnicze procesy. Międzynarodowy zespół użył spektrografu X-shooter do obserwacji supernowej – znanej jako SN2010jl – dziewięć razy w ciągu miesięcy następujących po eksplozji, oraz dziesiąty raz w 2,5 roku po wybuchu, na falach widzialnych i w bliskiej podczerwieni. Ta niezwykle jasna supernowa – efekt śmierci masywnej gwiazdy – wybuchła w małej galaktyce UGC 5189A.
„Dzięki połączeniu danych z dziewięciu zbiorów obserwacji mogliśmy dokonać pierwszych bezpośrednich pomiarów, jak pył wokół supernowej absorbuje różne kolory światła. To pozwoliło nam dowiedzieć się więcej o pyle, niż było to możliwe przedtem” – powiedział Christa Gall z Uniwersytetu Aarhus, w Danii.
Zespół odkrył, że pył zaczyna się formować wkrótce po eksplozji i trwa przez długi okres czasu. Nowe pomiary ujawniły również, jak duże są te ziarna pyłu i z czego są zbudowane. Nowe odkrycia są krokiem wykraczającym poza ostatnie wyniki uzyskane przy użyciu Atacama Large Milimeter/Submilimeter Array (ALMA), który jako pierwszy wykrył pozostałości po niedawnej supernowej z nowo uformowanym pyłem ze słynnej supernowej 1987A. Zespół odkrył, że ziarna pyłu większe niż jedna tysięczna milimetra utworzyły się gwałtownie w gęstej materii otaczającej gwiazdę. Chociaż małe, jak na ludzkie standardy, są to duże rozmiary dla ziaren pyłu kosmicznego, co sprawia, że są odporne na procesy destrukcyjne. Jedną z głównych, nierozwiązanych zagadek było jak ziarna pyłu mogą przetrwać w tak brutalnym i destrukcyjnym środowisku w pozostałości po supernowej. Wynik przyniósł odpowiedź – ziarna pyłu kosmicznego są większe, niż się spodziewano.
„Wykrycie przez nas wielkich ziaren tuż po wybuchu supernowej oznacza, że musi to być szybki i skuteczny sposób ich tworzenia się. Tak naprawdę nie wiemy dokładnie, jak to się dzieje” – mówi Jens Hjorth z Instytutu Nielsa Bohra Uniwersytetu Kopenhaskiego, w Danii. Ale astronomowie myślą, że wiedzą, gdzie nowy pył musi się tworzyć: w materii, którą gwiazda wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną, zanim jeszcze eksplodowała. Fala uderzeniowa z supernowej, oddalając się od miejsca wybuchu, utworzyła chłodną i gęstą powłokę gazu. W takim środowisku właśnie ziarna pyłu mogą zwiększać swoje rozmiary. Wyniki obserwacji wskazują, że w drugim etapie – po kilkuset dniach – przyspieszony proces formowania się pyłu zachodzi z udziałem materii wyrzuconej podczas eksplozji supernowej. Jeśli produkcja pyłu z SN2010jl nadal będzie zachowywać obserwowaną tendencję, po 25 latach od wybuchu supernowej, całkowita masa pyłu będzie wynosić połowę masy Słońca. Jest to ilość podobna do masy pyłu obserwowanego w innych supernowych, takich jak SN 1987A.
„Wcześniej astronomowie widzieli dużo pyłu w pozostałościach po supernowych. Ale mieli też dowody na tworzenie się jedynie niewielkich ilości pyłu w trakcie wybuchu supernowej. Nowe obserwacje wyjaśniają, jak pogodzić ze sobą obie te sprzeczności” – podsumowuje Christa Gall.
Źródło:
ESO
Powstawanie kosmicznego pyłu w galaktykach nadal jest tajemnicą. Astronomowie wiedzą, że supernowe mogły być głównym jego źródłem, zwłaszcza we wczesnym Wszechświecie, ale nadal nie jest jasne, jak i gdzie ziarna pyłu skupiają się i zwiększają swoje rozmiary. Także nie jest jasne, w jaki sposób unikają zniszczenia w surowym środowisku tworzących się galaktyk. Ale teraz, obserwacje z VLT w Paranal Observatory dają po raz pierwszy wgląd w te tajemnicze procesy. Międzynarodowy zespół użył spektrografu X-shooter do obserwacji supernowej – znanej jako SN2010jl – dziewięć razy w ciągu miesięcy następujących po eksplozji, oraz dziesiąty raz w 2,5 roku po wybuchu, na falach widzialnych i w bliskiej podczerwieni. Ta niezwykle jasna supernowa – efekt śmierci masywnej gwiazdy – wybuchła w małej galaktyce UGC 5189A.
Zespół odkrył, że pył zaczyna się formować wkrótce po eksplozji i trwa przez długi okres czasu. Nowe pomiary ujawniły również, jak duże są te ziarna pyłu i z czego są zbudowane. Nowe odkrycia są krokiem wykraczającym poza ostatnie wyniki uzyskane przy użyciu Atacama Large Milimeter/Submilimeter Array (ALMA), który jako pierwszy wykrył pozostałości po niedawnej supernowej z nowo uformowanym pyłem ze słynnej supernowej 1987A. Zespół odkrył, że ziarna pyłu większe niż jedna tysięczna milimetra utworzyły się gwałtownie w gęstej materii otaczającej gwiazdę. Chociaż małe, jak na ludzkie standardy, są to duże rozmiary dla ziaren pyłu kosmicznego, co sprawia, że są odporne na procesy destrukcyjne. Jedną z głównych, nierozwiązanych zagadek było jak ziarna pyłu mogą przetrwać w tak brutalnym i destrukcyjnym środowisku w pozostałości po supernowej. Wynik przyniósł odpowiedź – ziarna pyłu kosmicznego są większe, niż się spodziewano.
„Wykrycie przez nas wielkich ziaren tuż po wybuchu supernowej oznacza, że musi to być szybki i skuteczny sposób ich tworzenia się. Tak naprawdę nie wiemy dokładnie, jak to się dzieje” – mówi Jens Hjorth z Instytutu Nielsa Bohra Uniwersytetu Kopenhaskiego, w Danii. Ale astronomowie myślą, że wiedzą, gdzie nowy pył musi się tworzyć: w materii, którą gwiazda wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną, zanim jeszcze eksplodowała. Fala uderzeniowa z supernowej, oddalając się od miejsca wybuchu, utworzyła chłodną i gęstą powłokę gazu. W takim środowisku właśnie ziarna pyłu mogą zwiększać swoje rozmiary. Wyniki obserwacji wskazują, że w drugim etapie – po kilkuset dniach – przyspieszony proces formowania się pyłu zachodzi z udziałem materii wyrzuconej podczas eksplozji supernowej. Jeśli produkcja pyłu z SN2010jl nadal będzie zachowywać obserwowaną tendencję, po 25 latach od wybuchu supernowej, całkowita masa pyłu będzie wynosić połowę masy Słońca. Jest to ilość podobna do masy pyłu obserwowanego w innych supernowych, takich jak SN 1987A.
„Wcześniej astronomowie widzieli dużo pyłu w pozostałościach po supernowych. Ale mieli też dowody na tworzenie się jedynie niewielkich ilości pyłu w trakcie wybuchu supernowej. Nowe obserwacje wyjaśniają, jak pogodzić ze sobą obie te sprzeczności” – podsumowuje Christa Gall.
Źródło:
ESO
