Пыльный остаток сверхновой. нажмите, чтобы увеличить
Остатку сверхновой в Малом Магеллановом Облаке всего 1000 лет; делая его одним из самых молодых из когда-либо обнаруженных. Современные теории о сверхновых предсказывают, что в них должно быть в 100 раз больше пыли, чем могут обнаружить астрономы. Возможно, что ударные волны сверхновой предотвратили образование пыли, или большие количества более холодной пыли просто не были видны инфракрасными приборами.
Один из самых молодых известных остатков сверхновой звезды, пылающий красный шар пыли, созданный взрывом сверхмассивной звезды в близлежащей галактике 1000 лет назад, Малым Магеллановым облаком, представляет ту же проблему, что и взрывающиеся звезды в нашей собственной галактике: слишком мало пыли ,
Недавние измерения, проведенные Калифорнийским университетом в Беркли, для астрономов, использующих инфракрасные камеры на борту космического телескопа Спитцер НАСА, показывают, самое большее, одну сотую количества пыли, предсказываемой нынешними теориями сверхновых звезд с коллапсом ядра, - едва ли массу планет в солнечной системе. ,
Расхождение представляет собой проблему для ученых, пытающихся понять происхождение звезд в ранней Вселенной, потому что, как полагают, пыль, производимая в основном от взрывающихся звезд, способствует образованию звезд нового поколения. В то время как остатки сверхмассивных взрывающихся звезд в галактике Млечный путь также показывают меньше пыли, чем предполагалось, астрономы надеялись, что сверхновые звезды в менее развитом Малом Магеллановом Облаке будут больше соответствовать их моделям.
«Большая часть предыдущей работы была сосредоточена только на нашей галактике, потому что у нас не было достаточного разрешения, чтобы смотреть дальше на другие галактики», - говорит астрофизик Снежана Станимирович, научный сотрудник в Калифорнийском университете в Беркли. «Но с помощью Spitzer мы можем получить наблюдения с высоким разрешением Малого Магелланова Облака, которое находится на расстоянии 200 000 световых лет. Поскольку сверхновые в Малом Магеллановом Облаке испытывают условия, аналогичные тем, которые мы ожидаем для ранних галактик, это уникальное испытание образования пыли в ранней Вселенной ».
Станимирович сообщает о своих результатах в презентации и пресс-брифинге сегодня (вторник, 6 июня) на собрании Американского астрономического общества в Калгари, Альберта, Канада.
Станимирович полагает, что несоответствие между теорией и наблюдениями может быть вызвано чем-то, что влияет на эффективность, с которой тяжелые элементы конденсируются в пыль, в результате гораздо более высокой скорости разрушения пыли в ударных волнах энергичных сверхновых или потому, что астрономам не хватает очень большого количества гораздо более холодного пыль, которая может быть скрыта от инфракрасных камер.
Это открытие также указывает на то, что альтернативные места образования пыли, в частности мощные ветры от массивных звезд, могут быть более важными источниками пыли в первичных галактиках, чем сверхновые.
Считается, что массивные звезды, то есть звезды, которые в 10-40 раз больше нашего Солнца, заканчивают свою жизнь массивным коллапсом своих ядер, который сдувает внешние слои звезд, извергая тяжелые элементы, такие как кремний, углерод и железо в расширяющихся сферических облаках. Считается, что эта пыль является источником материала для образования нового поколения звезд с более тяжелыми элементами, так называемыми «металлами», в дополнение к гораздо более распространенному газу водорода и гелия.
Станимирович и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли, Гарвардского университета, Калифорнийского технологического института (Калифорнийского технологического института), Бостонского университета и нескольких международных институтов создают совместную работу под названием «Исследование Спитцера Малого Магелланова Облака» (S3MC). Группа использует беспрецедентное разрешение телескопа Spitzer для изучения взаимодействий в галактике между массивными звездами, облаками молекулярной пыли и окружающей их средой.
По словам Альберто Болатто, научного сотрудника из Калифорнийского университета в Беркли и главного исследователя проекта S3MC, «Малое Магелланово Облако похоже на лабораторию для исследования образования пыли в галактиках с условиями, намного более близкими к условиям галактик в ранней Вселенной».
«Большая часть излучения, создаваемого остатками сверхновых, излучается в инфракрасной части спектра», - сказал Брайан Генслер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс. «С помощью Spitzer мы наконец можем увидеть, как эти объекты действительно выглядят. «.
Малое Магелланово Облако и его спутник, Большое Магелланово Облако, называемые галактикой неправильной галактики, вращаются вокруг гораздо большего Млечного Пути. Всем троим около 13 миллиардов лет. За прошедшие годы Млечный Путь подтолкнул и потянул эти спутниковые галактики, создав внутреннюю турбулентность, вероятно, ответственную за более медленную скорость звездообразования и, таким образом, за замедленную эволюцию, которая делает Малое Магелланово Облако похожим на гораздо более молодые галактики, замеченные еще дальше.
«У этой галактики действительно было дикое прошлое», - сказал Станимирович. Из-за этого, однако, «содержание пыли и обилие тяжелых элементов в Малом Магеллановом Облаке намного ниже, чем в нашей галактике, - сказала она, - в то время как поле межзвездного излучения от звезд более интенсивное, чем в галактике Млечный Путь». , Все эти элементы присутствовали в ранней вселенной ».
Благодаря 50 часам наблюдения с помощью инфракрасной камеры Spitzer (IRAC) и многополосного фотометрического фотометра (MIPS) исследовательская группа S3MC сфотографировала центральную часть галактики в 2005 году. На одном фрагменте этого изображения Станимирович заметил красный сферический пузырь, который она обнаружила, что она точно соответствует мощному рентгеновскому источнику, который ранее наблюдался спутником НАСА Chandra X-Ray Observatory. Мяч оказался остатком сверхновой, 1E0102.2-7219, который много изучался в последние несколько лет в оптическом, рентгеновском и радиодиапазоне, но никогда ранее не наблюдался в инфракрасном диапазоне.
Инфракрасное излучение испускается теплыми объектами, и фактически излучение от остатка сверхновой, видимого только в одной полосе длин волн, указывает на то, что пылевой пузырь 1000-летнего возраста был почти равномерно 120 Кельвинов, что соответствует 244 градусам Фаренгейта ниже нуля. E0102, среди самой молодой трети всех известных остатков сверхновой звезды, вероятно, возник в результате взрыва звезды, в 20 раз превышающего размер Солнца, и с тех пор обломки расширяются со скоростью около 1000 километров в секунду (2 миллиона миль в час).
Инфракрасные данные позволили увидеть, соответствуют ли ранние поколения звезд - с низким содержанием тяжелых металлов - более близким к современным теориям образования пыли при взрывах сверхмассивных звезд. К сожалению, количество пыли - почти одна тысячная масса Солнца - было, по меньшей мере, в 100 раз меньше, чем прогнозировалось, аналогично ситуации с известным остатком сверхновой Кассиопея А в Млечном Пути.
Команда S3MC планирует будущие спектроскопические наблюдения с помощью телескопа Spitzer, который предоставит информацию о химическом составе частиц пыли, образующихся при взрывах сверхновых.
Работа финансировалась Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства и Национальным научным фондом.
Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, управляет миссией космического телескопа Спитцера для Управления научной миссии НАСА, базирующегося в Вашингтоне, округ Колумбия. Научные операции проводятся в Научном центре Спитцера в Калтехе, также в Пасадене. JPL является подразделением Caltech.
Первоисточник: Пресс-релиз Калифорнийского университета в Беркли
