Zbytek zbytku supernovy. Klikni pro zvětšení
Zbytek supernovy v Malém Magellanově mračnu je starý jen 1 000 let; Díky tomu je jedním z nejmladších, jaké kdy objevili. Současné teorie o supernovách předpovídají, že by měl mít 100krát větší množství prachu, který mohou astronomové detekovat. Je možné, že rázové vlny supernovy zabránily tvorbě prachu, nebo infračervené přístroje právě neviděly velké množství chladnějšího prachu.
Jeden z nejmladších známých zbytků supernovy, zářící červená koule prachu vytvořená explozí před 1000 lety superhmotné hvězdy v blízké galaxii, Malého Magellanova mračna, vykazuje stejný problém jako exploze hvězd v naší vlastní galaxii: příliš málo prachu .
Nedávná měření na University of California, Berkeley, astronomové používající infračervené kamery na palubě NASA Spitzer Space Telescope ukazují nanejvýš stotinu množství prachu předpovídaného současnými teoriemi supernovy jaderného kolapsu, stěží množství planet ve sluneční soustavě. .
Tento nesoulad představuje výzvu pro vědce, kteří se snaží pochopit původ hvězd v ranném vesmíru, protože se předpokládá, že prach vznikající primárně z explodujících hvězd zasadí vznik hvězd nové generace. Zatímco zbytky superhmotných explodujících hvězd v galaxii Mléčná dráha také vykazují méně prachu, než se předpovídalo, astronomové doufali, že supernovy v méně vyvinutém malém Magellanově mračnu budou více odpovídat jejich modelům.
"Většina předchozí práce byla zaměřena pouze na naši galaxii, protože jsme neměli dostatečné rozlišení, abychom se podívali dále do jiných galaxií," řekla astrofyzik Snezana Stanimirovic, výzkumná spolupracovnice v UC Berkeley. "Ale s Spitzerem můžeme získat pozorování Malého Magellanova mračna, která je vzdálena 200 000 světelných let, s opravdu vysokým rozlišením." Protože podmínky supernovy v podmínkách malého Magellanova mračna jsou podobné těm, které očekáváme pro rané galaxie, jedná se o jedinečný test tvorby prachu v ranném vesmíru. “
Stanimirovic dnes zveřejňuje svá zjištění v prezentaci a tiskovém briefingu (úterý 6. června) na setkání americké astronomické společnosti v Calgary v Albertě v Kanadě.
Stanimirovic spekuluje, že rozpor mezi teorií a pozorováním by mohl být výsledkem něčeho, co by ovlivnilo účinnost, s jakou se těžké prvky kondenzují v prach, z mnohem vyšší míry ničení prachu v energetických vlnách supernovových rázů, nebo proto, že astronomům chybí velmi velké množství mnohem chladnějších prach, který by se mohl skrýt před infračervenými kamerami.
Toto zjištění také naznačuje, že alternativní místa tvorby prachu, zejména silné větry z hmotných hvězd, mohou být důležitějšími přispěvateli do prachu v prvotních galaxiích, než jsou supernovy.
Předpokládá se, že masivní hvězdy - to jsou hvězdy, které jsou 10 až 40krát větší než naše slunce - ukončily svůj život masivním zhroucením jejich jader, které odfukuje vnější vrstvy hvězd pryč, čímž chrlí těžké prvky jako křemík, uhlík a železo v rozšiřujících se sférických mracích. Tento prach je považován za zdroj materiálu pro vytvoření nové generace hvězd s více těžkými prvky, tzv. „Kovy“, kromě mnohem hojnějšího vodíku a helia.
Stanimirovic a jeho kolegové z UC Berkeley, Harvardské univerzity, Kalifornského technologického institutu (Caltech), Bostonské univerzity a několika mezinárodních institutů tvoří spolupráci s názvem Spitzerův průzkum malého magellanovského cloudu (S3MC). Skupina využívá nebývalého rozlišení Spitzerova dalekohledu ke studiu interakcí v galaxii mezi hmotnými hvězdami, mraky molekulárního prachu a jejich prostředím.
Podle Alberta Bolatta, výzkumného pracovníka v UC Berkeley a hlavního řešitele projektu S3MC, „Malý Magellanův mrak je jako laboratoř pro testování tvorby prachu v galaxiích s podmínkami mnohem blížemi těm, které mají galaxie v raném vesmíru.“
"Většina záření produkovaného zbytky supernovy je emitována v infračervené části spektra," řekl Bryan Gaensler z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku v Cambridge, Massachusetts. "S Spitzerem můžeme konečně vidět, jak tyto objekty opravdu vypadají . “
Nazývá se trpasličí nepravidelná galaxie, Malý Magellanův mrak a jeho společník, Velký Magellanův mrak, obíhající mnohem větší Mléčnou dráhu. Všechny tři jsou staré kolem 13 miliard let. Mléčná dráha v průběhu věků tlačila a táhla tyto satelitní galaxie a způsobovala vnitřní turbulenci, která je pravděpodobně zodpovědná za pomalejší rychlost tvorby hvězd, a tedy za zpomalený vývoj, díky kterému vypadá Malý Magellanův oblak jako mnohem mladší galaxie viděné dále.
"Tato galaxie skutečně zažila divokou minulost," řekl Stanimirovic. Z tohoto důvodu je „obsah prachu a hojnost těžkých prvků v Malém Magellanově mračnu mnohem nižší než v naší galaxii,“ řekla, „zatímco mezihvězdné záření z hvězd je intenzivnější než v galaxii Mléčná dráha . Všechny tyto prvky byly přítomny v raném vesmíru. “
Díky 50 hodinám pozorování pomocí Spitzerovy infračervené polární kamery (IRAC) a multibandového zobrazovacího fotometru (MIPS), průzkumný tým S3MC zobrazil centrální část galaxie v roce 2005. V jednom kusu tohoto snímku si Stanimirovic všiml červené sférické bubliny, která zjistila, že přesně odpovídá výkonnému rentgenovému zdroji, který dříve pozoroval rentgenový observatoř NASA Chandra. Míč se ukázal jako pozůstatek supernovy, 1E0102.2-7219, hodně studovaný během posledních několika let v optických, rentgenových a rádiových pásmech, ale nikdy předtím neviděn v infračerveném paprsku.
Infračervené záření je emitováno teplými předměty a ve skutečnosti záření ze zbytku supernovy, viditelné pouze v jednom pásmu vlnových délek, naznačovalo, že 1000letá prachová bublina byla téměř rovnoměrně 120 kelvinů, což odpovídá 244 stupňům Fahrenheita pod nulou. E0102 patří mezi nejmladší třetinu všech známých zbytků supernovy pravděpodobně výsledkem výbuchu hvězdy, která je 20krát větší než Slunce, a trosky se od té doby rozšiřují rychlostí asi 1 000 km / s (2 miliony mil za hodinu).
Infračervená data poskytla příležitost zjistit, zda dřívější generace hvězd - ty s nízkým výskytem těžkých kovů - přesněji odpovídají současným teoriím tvorby prachu při explozi superhmotných hvězd. Množství prachu - téměř tisícina hmotnosti Slunce - bylo bohužel nejméně 100krát menší, než se předpovídalo, podobné situaci se známým zbytkem supernovy Cassiopeia A v Mléčné dráze.
Tým S3MC plánuje budoucí spektroskopická pozorování pomocí Spitzerova dalekohledu, který poskytne informace o chemickém složení prachových zrn vzniklých při výbuchu supernovy.
Práce byla sponzorována Národní leteckou a kosmickou správou a Národní vědeckou nadací.
Laboratoř pohonu NASA v Pasadeně v Kalifornii řídí misi Spitzer Space Telescope pro ředitelství NASA Science Mission Directorate se sídlem ve Washingtonu ve státě D.C. Vědecké operace probíhají v Spitzer Science Center v Caltech, také v Pasadeně. JPL je divizí společnosti Caltech.
Původní zdroj: UC Berkeley News Release
