Нове відкриття свідчить про те, що наднові, ймовірно, є постачальниками пилу для ранніх, молодих галактик.
Наднові зірки, вибухові загибелі зірок, є одними з найбільших спалахів енергії та світла у Всесвіті. Фактично, коли вони спалахують, одна наднова може сяяти навіть яскравіше, ніж ціла галактика. Це доречна причина для того, щоб NGC 6946, розташовану на відстані 22 мільйонів світлових років від Землі, назвали Галактикою Феєрверк. У минулому столітті в рукавах цієї галактики спостерігали спалахи майже десятка наднових.
Це включає в себе Наднову 2004et і Наднову 2017eaw, які дослідники зараз вивчають за допомогою MIRI (інструмент середнього інфрачервоного діапазону) космічного телескопа Джеймса Вебба. Їхні висновки були несподіваними — MIRI виявив велику кількість пилу всередині викиду кожного з цих об’єктів. Маса, знайдена дослідниками, підтверджує теорію про те, що наднові зіграли ключову роль у постачанні пилу ранньому Всесвіту.
Це зображення з Національної обсерваторії Кітт-Пік NGC 6946 контекстуалізує розташування Наднової 2004et і Наднової 2017eaw у галактиці. Вчені за допомогою інструменту MIRI (Mid-Infrared Instrument) космічного телескопа Джеймса Вебба НАСА виявили велику кількість пилу всередині двох наднових зірок типу II, Наднової 2004et (SN 2004et) і Наднової 2017eaw (SN 2017eaw), розташованих на відстані 22 мільйонів світлових років від Землі в спіральна галактика NGC 6946. Велика кількість пилу, виявлена в цих наднових за допомогою MIRI, підтверджує, що наднові відіграли ключову роль у надходженні пилу до раннього Всесвіту.
Авторство зображення: KPNO, NOIRLab NSF, AURA, Алісса Паган (STScI)
Космічний телескоп Вебба виявив резервуари пилу у двох наднових
Дослідники за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба NASA досягли значних успіхів у підтвердженні джерела пилу в ранніх галактиках. Спостереження за двома надновими зірками типу II, Надновою 2004et (SN 2004et) і Надновою 2017eaw (SN 2017eaw), виявили велику кількість пилу всередині викидів кожного з цих об’єктів. Маса, знайдена дослідниками, підтверджує теорію про те, що наднові зіграли ключову роль у постачанні пилу ранньому Всесвіту.
Пил: галактичний будівельний блок
Пил є будівельним матеріалом для багатьох речей у Всесвіті, зокрема планет. Коли пил від вмираючих зірок поширюється в космосі, він несе необхідні елементи, щоб допомогти народити наступне покоління зірок та їхніх планет. Звідки береться цей пил, десятиліттями спантеличували астрономів. Одним із значних джерел космічного пилу можуть бути наднові зірки – після того, як вмираюча зірка вибухає, її залишковий газ розширюється й охолоджується, утворюючи пил.
«Прямих доказів цього явища до цього моменту було небагато, оскільки наші можливості дозволили нам на сьогоднішній день вивчити популяцію пилу лише в одній порівняно неподалік надновій – Надновій 1987A, що знаходиться на відстані 170 000 світлових років від Землі», – сказала провідний автор Мелісса Шахбанде. Університету Джонса Гопкінса та Наукового інституту космічного телескопа в Балтиморі, штат Меріленд. «Коли газ охолоджується настільки, що утворюється пил, цей пил можна виявити лише в середньому інфрачервоному діапазоні за умови достатньої чутливості».
Для наднових, більш віддалених, ніж SN 1987A, таких як SN 2004et і SN 2017eaw, обидві в NGC 6946 (див. зображення вище) на відстані приблизно 22 мільйонів світлових років, таке поєднання охоплення довжини хвилі та надзвичайної чутливості можна отримати лише за допомогою MIRI Вебба (середнього інфрачервоного діапазону). інструмент).
Значні відкриття та наслідки
Спостереження Вебба є першим проривом у вивченні утворення пилу від наднових зірок після виявлення новоутвореного пилу в SN 1987A за допомогою телескопа Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) майже десять років тому. Іншим особливо інтригуючим результатом їхнього дослідження є не просто виявлення пилу, а й кількість пилу, виявленого на цьому ранньому етапі життя наднової. У SN 2004et вчені виявили більше 5000 земних мас пилу.
«Якщо ви подивитеся на розрахунок того, скільки пилу ми бачимо особливо в SN 2004et, він конкурує з вимірюваннями в SN 1987A, і це лише частка віку», — додав керівник програми Орі Фокс з Наукового інституту космічного телескопа. «Це найбільша маса пилу, виявлена в наднових зірках з SN 1987A».
Спостереження показали астрономам, що молоді віддалені галактики наповнені пилом, але ці галактики недостатньо старі, щоб зірки середньої маси, такі як Сонце, постачали пил під час свого старіння. Більш масивні, короткоживучі зірки могли загинути досить скоро і в достатньо великій кількості, щоб утворити стільки пилу.
Виникаючі питання та майбутні дослідження
Незважаючи на те, що астрономи підтвердили, що наднові утворюють пил, питання про те, скільки цього пилу може витримати внутрішні поштовхи після вибуху, залишається відкритим. Побачивши таку кількість пилу на цій стадії життя SN 2004et і SN 2017eaw, можна припустити, що пил може витримати ударну хвилю – доказ того, що наднові дійсно є важливими фабриками пилу.
Дослідники також відзначають, що поточні оцінки маси можуть бути вершиною айсберга. У той час як Вебб дозволив дослідникам виміряти холодний пил, ніж будь-коли раніше, може існувати невиявлений, більш холодний пил, що випромінює ще далі в електромагнітний спектр, який залишається закритим зовнішніми шарами пилу.
Дослідники підкреслили, що нові відкриття також є лише натяком на нові можливості дослідження наднових зірок та їх утворення пилу за допомогою Вебба, і що це може сказати нам про зірки, з яких вони виникли.
«Зростає хвилювання, щоб зрозуміти, що означає цей пил щодо ядра зірки, яка вибухнула», — сказав Фокс. «Поглянувши на ці конкретні знахідки, я думаю, що наші колеги-дослідники будуть думати про інноваційні способи роботи з цими пиловими надновими в майбутньому». Джерело