Запил залишку наднової. Натисніть, щоб збільшити
Залишок наднової в Малій Магеллановій Хмарі лише 1000 років; що робить його одним з наймолодших, що коли-небудь знайшли. Сучасні теорії про наднови прогнозують, що в ній має бути 100 разів більше пилу, який астрономи можуть виявити. Можливо, ударні хвилі наднормової системи запобігли утворенню пилу, або велика кількість холодної пилу просто не було помічено інфрачервоними приладами.
Один з наймолодших відомих залишків наднової, світиться червона куля пилу, створена вибухом 1000 років тому надмасивної зірки в сусідній галактиці, Малій Магеллановій Хмарі, проявляє ту ж проблему, що і вибухи зірок у нашій власній галактиці: занадто мало пилу .
Останні вимірювання Каліфорнійського університету, Берклі, астрономів, що використовують інфрачервоні камери на борту космічного телескопа NASA Spitzer, показують, щонайменше, соту кількість пилу, передбачуваного сучасними теоріями наднових руйнів ядер, ледь не маси планет Сонячної системи .
Невідповідність представляє виклик вченим, які намагаються зрозуміти походження зірок у ранньому Всесвіті, оскільки, як вважають, пил, що утворюється в основному з вибухаючих зірок, породжує формування зірок нового покоління. У той час як залишки надмасивних вибухаючих зірок у галактиці Чумацький Шлях також демонструють менше пилу, ніж прогнозували, астрономи сподівалися, що наднови у мало розвиненій Малій Магеллановій Хмарі більше узгоджуватимуться зі своїми моделями.
"Більшість попередніх робіт була зосереджена лише на нашій галактиці, оскільки у нас не було достатньої резолюції, щоб заглянути далі в інші галактики", - сказала астрофізик Снежана Станімирович, науковий співробітник UC Berkeley. "Але за допомогою Шпіцера ми можемо отримати спостереження по-справжньому з високою роздільною здатністю Малого Магелланового Хмари, що знаходиться на відстані 200 000 світлових років. Оскільки наднови в Малій Магеллановій Хмарі переживають умови, подібні до тих, які ми очікуємо для ранніх галактик, це унікальне випробування пилоутворення в ранньому Всесвіті ".
Станіромич повідомляє про свої висновки на презентації та прес-брифінгу сьогодні (вівторок, 6 червня) на засіданні Американського астрономічного товариства в Калгарі, Альберта, Канада.
Станімірович припускає, що розбіжність між теорією та спостереженнями може бути наслідком чогось, що впливає на ефективність, з якої важкі елементи конденсуються в пил, від набагато вищої швидкості руйнування пилу в енергетичних ударних хвилях наднової, або тому, що астрономам бракує дуже великої кількості набагато холодніших пил, який можна було б заховати від інфрачервоних камер.
Цей висновок також дозволяє припустити, що альтернативні місця пилоутворення, зокрема потужні вітри від масивних зірок, можуть бути більш важливими учасниками пилового басейну в споконвічних галактиках, ніж наднові.
Масивні зірки - тобто зірки, які в 10 - 40 разів більші, ніж наше Сонце - вважаються, що закінчать своє життя масовим колапсом їх ядер, що роздуває зовнішні шари зірок, викидаючи важкі елементи, такі як кремній, вуглець і залізо в розширюються сферичних хмарах. Вважається, що цей пил є джерелом матеріалу для утворення зірок нового покоління з більш важкими елементами, так званими «металами», на додаток до набагато рясніших водню та гелію.
Станімірович та його колеги з УК Берклі, Гарвардського університету, Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech), Бостонського університету та декількох міжнародних інститутів утворюють співпрацю під назвою Шпіцерівське опитування малої магелланової хмари (S3MC). Група використовує безпрецедентне дозвіл телескопа Спітцера для вивчення взаємодій у галактиці між масивними зірками, молекулярними хмарами пилу та їх середовищем.
За словами Альберто Болатто, наукового співробітника UC Berkeley та головного дослідника проекту S3MC, "Мала Магелланова Хмара - це як лабораторія для випробування пилоутворення в галактиках з умовами, наближеними до умов галактик раннього Всесвіту".
"Більша частина випромінювання, яке виробляється залишками наднової, випромінюється в інфрачервоній частині спектру", - сказав Брайан Генслер з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі, штат Массачусетс. "Зі Спітцером ми можемо нарешті побачити, як насправді виглядають ці об'єкти. . "
Називається карликовою нерегулярною галактикою, Малою Магеллановою Хмарою та її супутником, Великою Магеллановою Хмарою, орбітують значно більшим Чумацьким Шляхом. Усім трьом - близько 13 мільярдів років. Протягом еонів Чумацький шлях штовхнув і витягнув ці супутникові галактики, створивши внутрішню турбулентність, ймовірно, причину повільної швидкості утворення зірок, і, отже, сповільнену еволюцію, завдяки якій Мала Магелланова Хмара виглядає як набагато молодші галактики, побачені далі.
"Ця галактика справді мала дике минуле", - сказав Станірович. Однак через це "вміст пилу та велика кількість важких елементів у Малій магеллановій хмарі значно нижчі, ніж у нашій галактиці", - сказала вона, - в той час як міжзоряне поле випромінювання зірок інтенсивніше, ніж у галактиці Чумацький Шлях . Усі ці елементи були присутні у ранньому Всесвіті ».
Завдяки 50-годинному спостереженню за допомогою камери інфрачервоного масиву Спітцера (IRAC) та багатодіапазонного фотометра (MIPS), група огляду S3MC зобразила центральну частину галактики у 2005 році. У одному фрагменті цього зображення Станімірович помітив червоний сферичний міхур, який вона виявила, що відповідає саме потужному джерелу рентгенівських променів, який спостерігався раніше супутником рентгенівської обсерваторії Чандра NASA. Куля виявилася залишком наднової води 1E0102.2-7219, багато вивченої протягом останніх кількох років в оптичних, рентгенівських та радіодіапазонах, але ніколи раніше не бачилася в інфрачервоній.
Інфрачервоне випромінювання випромінюють теплі об’єкти, і насправді випромінювання із залишку наднової, видно лише в одній смузі довжини хвилі, вказувало на те, що 1000-річний пиловий міхур був майже рівномірно 120 Кельвінів, що відповідає 244 градусам Фаренгейта нижче нуля. E0102, серед наймолодшої третини всіх відомих залишків наднових, мабуть, був результатом вибуху зірки в 20 разів більше, ніж Сонце, і сміття розширюється приблизно з 1000 кілометрів на секунду (2 мільйони миль на годину) з тих пір.
Дані інфрачервоного діапазону дали можливість побачити, чи відповідають попередні покоління зірок - одиниці з низьким вмістом важких металів - більш тісно відповідають сучасним теоріям пилоутворення при вибуху надмасивних зірок. На жаль, кількість пилу - майже на одну тисячну частину маси Сонця - була щонайменше в 100 разів менше, ніж прогнозувалося, подібно до ситуації з відомим залишком наднової кассіопеї А в Чумацькому Шляху.
Команда S3MC планує майбутні спектроскопічні спостереження за допомогою телескопа Спітцер, який надасть інформацію про хімічний склад пилових зерен, що утворюються при вибухах наднової.
Роботу спонсорували Національне управління з питань аеронавтики та космосу та Національний науковий фонд.
Лабораторія реактивного руху НАСА в Пасадені, Каліфорнія, керує місією космічного телескопа Спітцер для управління наукової місії НАСА, що базується у Вашингтоні, округ Колумбія. Наукові операції проводяться в Науковому центрі Спіттера в Каліфорнії, також в Пасадені. JPL - це підрозділ Caltech.
Оригінальне джерело: UC Berkeley News Release
