שריד סופרנובה מאובק. לחץ להגדלה
שריד סופרנובה בענן המגלני הקטן הוא רק אלף שנה; מה שהופך אותו לאחד הצעירים ביותר שהתגלו אי פעם. תיאוריות עכשוויות על סופרנובות מנבאות כי עליה להיות פי 100 מהאבק שהאסטרונומים יכולים לזהות. יתכן כי גלי ההלם של הסופרנובה מנעו היווצרות אבק, או שכמויות גדולות של אבק קר יותר פשוט לא נראו על ידי מכשירים אינפרא אדום.
אחד משרידי הסופרנובה הצעירים ביותר שנודע, כדור אבק אדום זוהר שנוצר בעקבות הפיצוץ לפני 1,000 שנה של כוכב סופר-מסיבי בגלקסיה סמוכה, הענן המגלני הקטן, מציג את אותה הבעיה כמו כוכבים מתפוצצים בגלקסיה שלנו: מעט מאוד אבק .
המדידות האחרונות של אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, אסטרונומים המשתמשים במצלמות אינפרא אדום על סיפונה של טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א מראים, לכל היותר, כמאה מאבק האבק שחזה על פי התיאוריות הנוכחיות של סופרנובות קריסת ליבה, בקושי מסת הכוכבים במערכת השמש. .
הפער מהווה אתגר בפני מדענים המנסים להבין את מקורם של הכוכבים ביקום המוקדם, מכיוון שמאמינים כי אבק המופק בעיקר מכוכבים מתפוצצים מזרע את היווצרותם של כוכבים מהדור החדש. בעוד ששרידי כוכבים מתפוצצים סופר-מסיביים בגלקסיית שביל החלב מראים גם פחות אבק ממה שחזוי, אסטרונומים קיוו כי סופרנובות בענן המגלני הקטן-פחות מפותח יתאימו יותר עם הדגמים שלהם.
"רוב העבודות הקודמות התמקדו רק בגלקסיה שלנו מכיוון שלא הייתה לנו מספיק רזולוציה כדי להביט רחוק יותר מגלקסיות אחרות," אמרה האסטרופיזיקנית סנזאנה סטנימירוביץ ', מקורבת במחקר באוניברסיטת ברקלי. "אבל עם שפיצר, אנו יכולים להשיג תצפיות ברזולוציה גבוהה באמת של הענן המגלני הקטן, שנמצא במרחק 200,000 שנות אור משם. מכיוון שסופרנובות בענן המגלן הקטן חווים תנאים דומים לאלה שאנו מצפים לה עבור גלקסיות מוקדמות, זהו מבחן ייחודי להיווצרות אבק ביקום המוקדם. "
סטנימירוביץ 'מדווח על ממצאיו במצגת ותדרוך עיתונאים היום (שלישי, 6 ביוני) בפגישה של החברה האסטרונומית האמריקאית בקלגרי, אלברטה, קנדה.
סטנימירוביץ 'משער כי האי-התאמה בין תיאוריה לתצפיות עשויה לנבוע ממשהו שמשפיע על היעילות שבה מתעבים יסודות כבדים לאבק, משיעור גבוה בהרבה של הרס אבק בגלי הלם סופרנובה אנרגטיים, או בגלל שאסטרונומים חסרים כמות גדולה מאוד של הרבה יותר קר. אבק שניתן להסתיר ממצלמות אינפרא אדום.
ממצא זה גם מרמז כי אתרים חלופיים להיווצרות אבק, ובמיוחד הרוחות העוצמתיות מכוכבים מסיביים, עשויים להיות תורמים חשובים יותר לבריכת האבק בגלקסיות קדמוניות מאשר בסופרנובות.
נחשבים כוכבים מאסיביים - כלומר כוכבים שגדולים פי 10 עד 40 מהשמש שלנו - מסיימים את חייהם בקריסה אדירה של ליבותיהם המפוצצת את שכבות הכוכבים החיצוניות, מפטרת אלמנטים כבדים כמו סיליקון, פחמן ו ברזל בעננים כדוריים מתרחבים. אבק זה נחשב כמקור החומר ליצירת דור כוכבים חדש עם יסודות כבדים יותר, מה שמכונה "מתכות", בנוסף לגז המימן והליום השופע בהרבה.
סטנימירוביץ 'ועמיתיו באוניברסיטת ברקלי, אוניברסיטת הרווארד, המכון הטכנולוגי בקליפורניה (קלטק), אוניברסיטת בוסטון, ומספר מכונים בינלאומיים יוצרים שיתוף פעולה הנקרא סקר שפיצר של הענן המגלני הקטן (S3MC). הקבוצה מנצלת את הרזולוציה חסרת התקדים של טלסקופ שפיצר כדי ללמוד אינטראקציות בגלקסיה בין כוכבים מאסיביים, ענני אבק מולקולריים וסביבתם.
לדברי אלברטו בולאטו, מקורב במחקר באוניברסיטת ברקלי והחוקר הראשי של פרויקט S3MC, "הענן המגלני הקטן הוא כמו מעבדה לבדיקת היווצרות אבק בגלקסיות עם תנאים הרבה יותר קרובים לאלה של הגלקסיות ביקום המוקדם."
"רוב הקרינה המיוצרת על ידי שאריות סופרנובה נפלטת בחלק האינפרא אדום של הספקטרום," אמר בריאן גנסלר מהמרכז לאסטרופיסיקה הרווארד-סמיתסוניאן בקיימברידג ', מסה. "עם שפיצר, אנו יכולים סוף סוף לראות כיצד נראים האובייקטים האלה באמת. . "
כינתה גלקסיה לא סדירה של גמד, הענן המגלני הקטן ובן לוויה, הענן המגלני הגדול, מסלול מסלול החלב הגדול בהרבה. שלושתם בני 13 מיליארד שנה. במהלך העידונים, שביל החלב דחף ומשך את גלקסיות הלוויין הללו, ויצר סערה פנימית שאחראית ככל הנראה לקצב איטי יותר של היווצרות הכוכבים, וכך ההתפתחות האטה שגורמת לענן המגלני הקטן להראות כמו גלקסיות צעירות בהרבה שנראות רחוק יותר.
"לגלקסיה זו באמת היה עבר פרוע," אמר סטנימירוביץ '. אולם בגלל זה, "תכולת האבק ושפע היסודות הכבדים בענן המגלני הקטן נמוכים בהרבה מאשר בגלקסיה שלנו", אמרה, "בעוד שדה הקרינה הבין-כוכבית מכוכבים הוא אינטנסיבי יותר מאשר בגלקסיית שביל החלב. . כל האלמנטים הללו היו נוכחים ביקום המוקדם. "
בזכות 50 שעות צפייה עם מצלמת המערך האינפרא אדום של שפיצר (IRAC) וצילום הדמיה Multiband Imaging (MIPS), צוות הסקר של S3MC צילם את החלק המרכזי של הגלקסיה בשנת 2005. בקטע אחד מאותה תמונה הבחין סטנימירוביץ 'בבועה כדורית אדומה ש היא גילתה שהתכתב בדיוק עם מקור רנטגן רב עוצמה שנצפה בעבר בלוויין מצפה הרנטגן רנטגן של צ'נדרה של נאס"א. הכדור התגלה כשריד סופרנובה, 1E0102.2-7219, שנחקר רבות במהלך השנים האחרונות בלהקות האופטיות, הרנטגן והרדיו, אך מעולם לא נראה בעבר באינפרא אדום.
קרינה אינפרא אדום נפלטת על ידי חפצים חמים, ולמעשה, קרינה משריד הסופרנובה, הנראית רק ברוחב אורך גל אחד, העידה על כך שבועת האבק בת 1000 שנה הייתה כמעט אחידה 120 קלווין, המתאימה ל 244 מעלות פרנהייט מתחת לאפס. E0102, בין השליש הצעיר מכל שרידי הסופרנובה הידועים, נבע ככל הנראה מהתפוצצות כוכב בגודל פי 20 מהשמש, והפסולת התרחבה מאז כ -1,000 ק"מ לשנייה (2 מיליון קמ"ש).
הנתונים האינפרא אדום סיפקו הזדמנות לראות אם דורות קודמים של כוכבים - כאלה עם שפע נמוך של מתכות כבדות - מתאימים יותר לתיאוריות הנוכחיות של היווצרות אבק בכוכבים סופר-מסיביים מתפוצצים. לרוע המזל, כמות האבק - כמעט אלף לאחת ממסת השמש - הייתה לפחות פי 100 ממה שחזה, בדומה למצב עם שריד הסופרנובה הידוע קסיופיאה A שביל החלב.
צוות S3MC מתכנן תצפיות ספקטרוסקופיות עתידיות באמצעות טלסקופ שפיצר שיספק מידע על ההרכב הכימי של גרגרי אבק שנוצרו בפיצוצי סופרנובה.
העבודה נותנה בחסות המינהל הלאומי לחלל האווירונאוטיקה והחלל והקרן הלאומית למדע.
מעבדת הנעה סילונית של נאס"א בפסדינה שבקליפורניה, מנהלת את משימת טלסקופ החלל שפיצר עבור מנהלת משימת המדע של נאס"א, שבסיסה בוושינגטון די.סי., פעולות מדע מתבצעות במרכז המדע שפיצר בקלטק, אף הוא בפסדנה. JPL היא חטיבה של קלטק.
המקור המקורי: פרסום חדשות UC ברקלי
