| EPUP |
| 5282 planet |
Za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zaobserwowano po raz pierwszy pozostałości po niedawnej supernowej, pełne świeżo utworzonego pyłu. Jeżeli odpowiednio dużo tego pyłu przemieści się do przestrzeni międzygwiazdowej, może to stanowić wytłumaczenie sposobu w jaki wiele galaktyk uzyskało swój pyłowy, mroczny wygląd.
Galaktyki mogą być bardzo zapylonymi miejscami [1], a supernowe są uważane za główne źródło pyłu, szczególnie we wczesnym Wszechświecie. Ale bezpośrednie dowody zdolności wytwarzania pyłu przez supernowe były do tej pory dość słabe i nie były wstanie wytłumaczyć wielkich ilości pyłu wykrywanych w młodych, odległych galaktykach. Obserwacje wykonane za pomocą ALMA właśnie to zmieniają.
„Znaleźliśmy znacząco dużą masę pyłu skoncentrowaną w centralnej części wyrzutu materii ze względnie młodej i bliskiej supernowej” powiedział Remy Indebetouw, astronom w National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i University of Virginia w Charlottesville w USA. „Po raz pierwszy byliśmy w stanie naprawdę zobrazować miejsce, w którym powstał pył, co jest ważne dla zrozumienia ewolucji galaktyk.”
Międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał ALMA do obserwacji świecących pozostałości po supernowej SN 1987A [2], w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce karłowatej okrążającej Drogę Mleczną w odległości około 160 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. SN 1987A jest najbliższą zaobserwowaną eksplozją supernowej od czasów obserwacji supernowej wewnątrz Drogi Mlecznej przez Johannesa Keplera w 1604 roku.
Astronomowie przewidzieli, że z powodu schłodzenia gazu po wybuchu, uformują się wielkie ilości pyłu, gdyż atomy tleny, węgla i krzemu połączą się razem w zimnych, centralnych rejonach pozostałości po supernowej. Jednak wcześniejsze obserwacje SN 1987A za pomocą teleskopów podczerwonych, wykonane podczas 500 pierwszych dni po wybuchu, wykryły tylko niewielkie ilości gorącego pyłu.
Dzięki bezprecedensowej rozdzielczości i czułości ALMA, zespół badawczy był w stanie uzyskać obraz znacznie bardziej obfitego zimnego pyłu, który świeci jasno w zakresie milimetrowym i submilimetrowym. Astronomowie szacują, że pozostałość po supernowej zawiera obecnie około 25 procent masy Słońca w formie nowo uformowanego pyłu. Odkryli także, że powstały znaczące ilości tlenku węgla i tlenku krzemu.
„SN 1987A jest specjalnym miejscem, gdyż nie miesza się z otoczeniem, więc to co widzimy powstało dokładnie w tym miejscu” powiedział Indebetouw. „Nowe wyniki ALMA, które są pierwszymi w tej dziedzinie, ukazały pozostałość po supernowej pełną materiału, który po prostu nie istniał kilka dekad temu.”
Supernowe mogą jednak zarówno tworzyć, jak i niszczyć ziarna pyłu.
Gdy fala uderzeniowa z początkowej eksplozji przemieszcza się w przestrzeni, tworzy jasny, świecący pierścień materii, taki jak widoczny na wcześniejszych obserwacje z należącego do NASA/ESA Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Po uderzeniu w gazową otoczkę, która została utworzona przez czerwonego olbrzyma w stadium przed supernową, pod koniec życia gwiazdy, część potężnej eksplozji została odbita z powrotem w kierunku centrum pozostałości po supernowej. „W pewnym momencie odbita fala uderzeniowa trafi na świeżo utworzony pył”, powiedział Indebetouw. „Prawdopodobnie część pyłu zostanie rozerwana. Trudno przewidzieć jak dużo – może jedynie trochę, a może połowa lub dwie trzecie.” Jeżeli znacząca część przetrwa i przemieści się w przestrzeń międzygwiazdową, mechanizm ten może stanowić źródło pyłu, który astronomowie wykrywają we wczesnym Wszechświecie.
„Bardzo wczesne galaktyki są niesamowicie zapylone, a pył odgrywa istotną rolę w ewolucji galaktyk” powiedział Mikako Matsuura of University College London w Wielkiej Brytanii. „Obecnie wiemy, że pył może być tworzony na kilka sposób, ale we wczesnym Wszechświecie większość musiała pochodzić od supernowych. W końcu mamy bezpośredni dowód wspierający tę teorię.”
[1] Kosmiczny pył zawiera ziarna krzemianowe i grafitowe – minerały występujące także na Ziemi. Sadza ze świec jest bardzo podobna do kosmicznego pyłu grafitowego, z tym że rozmiar ziaren pyłu w sadzy jest co najmniej dziesięć razy większy niż typowego ziarna kosmicznego pyłu grafitowego.
[2] Światło z supernowej dotarło do Ziemi w 1987 roku, co odzwierciedla nazwa.
Międzynarodowy kompleks astronomiczny ALMA działa w ramach partnerstwa pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnią, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana w Europie przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), w Ameryce Północnej przez U.S. National Science Foundation (NSF), we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) oraz National Science Council of Tajwan (NSC), a w Azji Wschodniej przez National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Academia Sinica (AS) in Taiwan. Konstrukcja i użytkowanie ALMA w imieniu Europy jest kierowane przez ESO, w imieniu Ameryki Północnej przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), a w imieniu Azji Wschodniej przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia wspólne kierowanie i zarządzanie konstrukcją, testowaniem i użytkowaniem ALMA.
Wyniki badań opisano w artykule pt. “Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA”, R. Indebetouw et al., który ukaże się w Astrophysical Journal Letters.
Skład zespołu badawczego: R. Indebetouw (National Radio Astronomy Observatory (NRAO); University of Virginia, Charlottesville, USA), M. Matsuura (University College London, United Kingdom [UCL]), E. Dwek (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), G. Zanardo (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Crawley, Australia [ICRAR]), M.J. Barlow (UCL), M. Baes (Sterrenkundig Obst Gent, Gent, Belgia), P. Bouchet (CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette, Francja), D.N. Burrows (The Pennsylvania State University, University Park, USA), R. Chevalier (University of Virginia, Charlottesville, USA), G.C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge, USA), C. Fransson (Stockholm University, Sweden), B. Gaensler (Australian Research Council Centre of Excellence for All-sky Astrophysics [CAASTRO]; Sydney Institute for Astronomy, The University of Sydney, Australia), R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M.Lakicevic (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Wielka Brytania), K.S. Long (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]), P. Lundqvist (Stockholm University, Sweden), I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Szwecja), J. Marcaide (Universidad de Valencia, Burjassot, Hiszpania), R. McCray (University of Colorado at Boulder, USA), M. Meixner (STScI; The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), C.-Y. Ng (The University of Hong Kong, Hong Kong), S. Park (University of Texas at Arlington, Arlington, USA), G. Sonneborn (STScI), L. Staveley-Smith (ICRAR; CAASTRO), C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory/European Southern Observatory, Santiago, Chile) oraz J. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Wielka Brytania).
ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 39-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.
