Stardust ostáva záhadný

Pôvod skorého prachu je stále nevysvetlený

Cassiopeia A NASA
čítať nahlas

Niektorí astronómovia si mysleli, že od minulého roka vedeli, ako sa formovalo veľké množstvo prachu obklopujúceho najskoršie kvasary: ​​mali sa tvoriť počas výbuchov supernov prvej generácie hviezd po Veľkom tresku. Toto bolo vyvodené z pozorovaní údajne zvyšku supernovy „silne fajčenia“ Cassiopeia A. Nové pozorovania vedcov z Astronomického ústavu Maxa Plancka, Arizonskej univerzity a Inštitútu pre vedu o vesmíre v Boulderi s infračervenými satelitmi ISO a SPITZER ukazujú, že tento dôležitý nález je nezastaviteľný. Prach skôr patrí medzihviezdnemu oblaku, ktorý zostáva v popredí a pokrýva Cassiopeiu A.

Otázka pôvodu prvých prachových zŕn vo vesmíre je zásadná. Ako viete, na začiatku nášho vesmíru bol iba vodík, plyn s najjednoduchšími atómami. Ťažšie prvky ako uhlík, kyslík alebo kremík, úplne dole na železo, sa najprv syntetizovali vnútri hviezd prvej generácie. Pri výbuchoch supernov sa objavili ešte ťažšie prvky.

Odkiaľ pochádza skorý prach?

Ťažšie prvky sú preto k dispozícii iba na konštrukciu hviezd neskorších generácií. Prachové zrná, prvé pevné látky vo vesmíre, sú tvorené týmito ťažšími prvkami a vytvárajú sa v chladnom vetre, ktorý vychádza z niekoľkých miliárd rokov známych hviezd typu Slnka - alebo už po niekoľkých miliónoch rokov pri výbuchoch supernovy. Až potom bude prach k dispozícii na konštrukciu hviezd neskorších generácií a - z ľudského hľadiska, zvlášť dôležitého - ich možných planetárnych systémov.

V posledných rokoch astronómovia objavili veľké množstvá medzihviezdneho prachu okolo najvzdialenejších kvasarov, ktoré pozorujeme v mladom vesmíre, len asi 700 miliónov rokov po Veľkom tresku. To predstavuje problém: ako by sa všetok prach mohol vyvíjať tak rýchlo? Zrejme prichádzajú do úvahy iba výbuchy supernovy, pretože vesmír bol v tom čase ešte príliš mladý na to, aby vytváral chladný vietor starých slnečných hviezd. Ale boli supernovy skutočne také produktívne?

Nájsť v Cassiopeia A

Prvá odpoveď na túto otázku bola poskytnutá v roku 2003, veľmi citovaná vedecká práca: Aj keď zvyšky supernovy boli predtým považované za málo prachu, pretože v krátkovlnnej infračervenej oblasti dokázali odhaliť iba málo teplého prachu. Autori však pozorovali silnú submilimetrovú tepelnú emisiu smerom k zvyšku supernovy Cassiopeia A (krátky: Cas A), ktorý je charakteristický veľkým množstvom studeného medzihviezdneho prachu. zobraziť

Pripisovali tento prach prostrediu Cas A a verili, že našli aj vysvetlenie záhady veľkého množstva prachu v ranom vesmíre: Zdá sa, že supernovy typu II, medzi ktoré patrí supernova v prípade A, sa skutočne vytvorili Takmer dosť prachu. K výbuchu supernovy typu II dochádza, keď sa jadro extrémne krátkodobej masívnej hviezdy zrúti na konci jej vývoja a uvoľní veľké množstvo gravitačnej energie, ktorá tvorí väčšinu Stern výbušne letí.

Cloud pred zvyškom supernovy

Avšak zvyšok supernovy Cassiopeia A bol tiež pozorovaný pomocou infračerveného satelitu ISO v kontexte prieskumu ďaleko infračerveného neba - takzvaného náhodného prieskumu ISO pri vlnovej dĺžke 170 mikrónov. Pri tejto vlnovej dĺžke emituje svoje „tepelné žiarenie“ veľmi studený prach (T 10 20 Kelvin alebo -250 -260 C). Týmto spôsobom vedci Inštitútu Maxa Plancka pre astronómiu v Heidelbergu spolu so svojimi americkými náprotivkami objavili chladný medzihviezdny mrak, ktorý pokrýva Cas A.

Preto predpokladajú, že submilimetrové žiarenie merané v roku 2003 mohlo skutočne pochádzať iba z tohto oblaku, ktorý, hoci v smere zvyšku supernovy, je v popredí a nie je spojený so supernovou. Astronómovia dokázali tento predpoklad potvrdiť pozorovaním vesmírneho infračerveného teleskopu SPITZER a odvtedy ho uverejnili v časopise Nature.

Vyhľadávanie pokračuje

Cas A je najnovší známy pozostatok supernovy v našej Mliečnej dráhe. Je vzdialená asi 11 000 svetelných rokov za prašnou špirálovou galaxiou Perseus. Vedci majú podozrenie, že tieto veľmi výrazné oblaky prachu bránili astronómom z konca 17. storočia pozorovať výbuch supernovy, ktorého zvyšok je dnes Cas A. Cas A je tak blízko Zeme, že Supernova sa musela nejakú dobu javiť ako najjasnejšia hviezda na oblohe, ale oblak prachu v ramene Perseus ju zakryl.

Nemecko-americký tím mapoval Cas A pri vlnovej dĺžke 160 mikrónov s použitím kozmického ďalekohľadu SPITZER a jeho zobrazovacieho fotometra a tieto výsledky porovnal s rádiom generovanou mapou tej istej nebeskej oblasti. Z tohto porovnania je zrejmé, že prach v medzihviezdnych oblakoch je prakticky zodpovedný za všetky infračervené žiarenie. Takže nemôžete spájať značné množstvo prachu so zvyškom supernovy Cas A.

Preto musia astronómovia znova hľadať, aby identifikovali prvé zdroje prachu vo vesmíre. Ak sa to podarí, budeme vedieť, ako a kde vznikli všetky prvé hviezdy, alebo či existujú iné, predtým neznáme mechanizmy, ktoré vyvolávajú hviezdu, okrem hviezd. Odpoveď výrazne prehĺbi naše chápanie najskoršieho vývoja galaxií.

(MPG, 20.12.2004 - NPO)