Експлодиращите звезди са огромни фабрики за прах

Умиращите звезди изпълват Вселената с големи количества прах, от който се раждат нови звезди и планети.

Материята е градивен елемент за много неща във Вселената – в частност планетите. Докато прахът се разпространява във Вселената, той носи основни елементи със себе си, така че новите планети да видят светлината на деня. Но откъде точно идва този богат космически прах е въпрос, който озадачава астрономите от десетилетия. а Ново проучване Сега повдигнете ъгъла на булото.

свръхнова
В миналото се казваше, че космическият прах може да идва от свръхнови: експлодиращи и умиращи звезди. След като умиращата звезда експлодира грандиозно, останалият газ се разширява и охлажда, образувайки прах. „Преките доказателства за този феномен обаче засега са ограничени“, каза ръководителят на изследването Мелиса Шахбанде. „Досега успяхме да изследваме само праха в сравнително близка супернова, SN 1987A, която е на около 170 000 светлинни години от Земята.“ Това, че нямаме повече наблюдения, е лесно обяснимо. „Ако газът се охлади достатъчно, за да образува прах, този прах ще може да се открие само при средни инфрачервени дължини на вълната, ако инструментът е достатъчно чувствителен“, обяснява Шахбанде.

Джеймс Уеб
Така Шахбанде и нейните колеги решиха да използват мощния телескоп James Webb за ново изследване. Уеб оборудван Инфрачервен среден инструмент; Високочувствителен инструмент, състоящ се от спектрометър и камера. Изследователите се съсредоточиха върху две по-отдалечени свръхнови тип II, SN 2004et и SN 2017eaw. Тези свръхнови се намират в бариерната спирална галактика NGC 6946, на около 22 милиона светлинни години от нас.

Повече за свръхновите тип II
Свръхнова от тип II възниква, когато масивна звезда – от около 8 до 50 слънчеви маси – изчерпи ядреното си гориво и колабира, избухвайки в яростна експлозия на енергия и материя. Обикновено тези събития се наблюдават в ръкавите на спирални галактики, които съдържат клъстери от масивни млади звезди, които са от съществено значение за появата на свръхнова тип II. Външното ядро ​​на звездата се свива гравитационно със зашеметяващите 250 милиона километра в час – или 23 процента от скоростта на светлината. Само за десет секунди подобна експлозия освобождава толкова енергия, колкото Слънцето генерира през своя десетмилиарден живот.

Новите наблюдения разкриват, че и двете свръхнови наистина изхвърлят големи количества прах. Например, изследователите са открили огромни могили в снарядите на тези обекти.

Огромни купчини прах
И става въпрос за много прах. Близо до SN 2004et изследователите откриха повече от 5000 земни маси прах. „Това е най-голямата маса прах, наблюдавана в близост до свръхнова от SN 1987A“, каза Ури Фокс. Това може да е само върхът на айсберга. Докато мощните инструменти на Webb могат да открият студен прах, по-хладният прах може да остане незабелязан, излъчвайки се по-навътре в електромагнитния спектър и блокиран от външни слоеве прах.

фабрики за прах
Така или иначе, изследването окончателно показва, че експлодиращите звезди наистина произвеждат огромни количества прах. Това потвърждава подозрението на астрономите. Всъщност това затвърждава тяхната теория. Астрономите вече смятаха, че свръхновите могат да произвеждат прах, но остава въпросът каква част от него може да оцелее при вътрешните удари, отскачащи от експлозията. Но огромните обеми, наблюдавани сега близо до SN 2004et и SN 2017eaw, показват, че те лесно се подлагат на тези силни ударни вълни. Това доказва, че свръхновите наистина са важни фабрики за прах.

Далечни млади галактики
Това означава, че умиращите звезди изпълват Вселената с големи количества космически прах, от който се раждат нови звезди и планети. Това също обяснява откъде идва целият този прах в ранните галактики. Астрономите знаят, че младите, далечни галактики са пълни с прах. Въпреки това, такива галактики съдържат много малко междинни звезди – като нашето Слънце – които биха могли да осигурят тези количества. Но по-масивни, краткотрайни звезди може да са били изобилни. И когато са умрели, вероятно са напълнили галактиките с големи количества прах. Това показва, че свръхновите може също да са изиграли основна роля в осигуряването на прах за ранната вселена.

Благодарение на Джеймс Уеб астрономите успяха да отговорят на друг важен космически въпрос. И резултатите може да са въведение към повече. Например, проучването показва как свръхновите и тяхното производство на прах могат да бъдат изследвани с помощта на Webb, проправяйки пътя за по-нататъшни изследвания. „Например, бихме искали да разберем по-добре какво ни казва този прах за ядрото на експлодирала звезда“, казва Фокс. „Благодарение на нашите резултати вярвам, че други учени ще измислят иновативни начини да разгледат тези прахови супернови по-подробно в бъдеще.“