Большое количество свежеобразованной пыли внутри остатка недавно вспыхнувшей сверхновой звезды обнаружил телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Эти пионерские наблюдения, возможно, объяснят изобилие пыли, свойственное многим ранним галактикам.
Считается, что первоначальный источник этой пыли, особенно в ранней Вселенной – сверхновые звезды. Однако, до сих пор не удавалось получить прямого доказательства способности сверхновой производить большие количества пыли, и поэтому оставались сомнения в том, что за изобилие пыли, зарегистрированное в молодых удаленных галактиках, ответственны именно сверхновые. Недавние наблюдения с телескопом ALMA предоставили такое доказательство.
"Мы нашли необычайно большие пылевые массы, сконцентрированные в центральной части остатка относительно молодой и близкорасположенной сверхновой", -- сказал Реми Индебту (Remy Indebetouw), астроном, работающий в Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO) и университете штата Виргиния (Шарлоттесвилль, США). "Это первая непосредственная регистрация процесса образования пыли при вспышке сверхновой, что важно для понимания эволюции галактик".
Международная группа астрономов наблюдала на телескопе ALMA остаток сверхновой 1987A [2] в Большом Магеллановом Облаке (БМО), карликовой галактике-спутнике нашей Галактики Млечного Пути. БМО расположено на расстоянии 160 000 световых лет от Земли, а SN 1987A является ближайшей к нам сверхновой со времен наблюдения Иоганном Кеплером в 1604 году вспышки сверхновой внутри Млечного Пути.
Согласно расчетам астрономов, в процессе охлаждения газа после вспышки в центральных областях остатка сверхновой атомы кислорода, углерода и кремния вступают в соединение друг с другом, вследствие чего и образуется большое количество пыли.
Однако, инфракрасные наблюдения SN 1987A, выполненные в первые 500 дней после вспышки, зарегистрировали лишь небольшие массы горячей пыли.
Используя беспрецедентные разрешение и чувствительность телескопа ALMA, астрономы сумели найти значительно больше холодной пыли, ярко излучающей в миллиметровых и субмиллиметровых лучах.
По оценкам исследователей, остаток сверхновой сейчас содержит количество новообразованной пыли, примерно равное четверти массы Солнца.
Обнаружено также значительное количество окиси углерода и окиси кремния.
"Особенность SN 1987A в том, что здесь не происходит перемешивания с окружающей межзвездной средой, а это значит, что то, что мы там видим, там и образовалось",-- сказал Индебту. "Новые уникальные результаты, полученные с ALMA, показывают нам, что область остатка сверхновой заполнена веществом, которого несколько десятилетий назад просто не существовало".
Однако, сверхновые могут не только создавать, но и разрушать пылевые частицы.
Когда ударная волна от основного взрыва сверхновой стала распространяться в пространстве, она столкнулась с газовой оболочкой, сброшенной красной звездой-гигантом перед тем, как взорваться. В результате образовались ярко светящиеся кольца вещества, зарегистрированные ранними наблюдениями Космического телескопа Хаббла NASA/ESA.
После этого столкновения часть энергии взрыва отразилась обратно в направлении центра остатка сверхновой. "В некоторый момент эта отраженная ударная волна обязательно обрушится на клубящиеся облака новообразованной пыли", -- сказал Индебту. "И тогда, скорее всего, часть этой пыли разлетится в разные стороны; сколько именно, трудно сказать, может быть, лишь небольшая часть, а может, половина, или две трети". Если окажется, что в межзвездном пространстве рассеется значительная часть пыли, то этот механизм может объяснить изобилие пыли, наблюдаемое астрономами в ранней Вселенной.
"Самые ранние галактики содержат невероятное количество пыли, которая играет основную роль в эволюции галактик", -- говорит Микако Мацуура (Mikako Matsuura) из Университетского Колледжа в Лондоне. "Как нам известно сегодня, пыль может образовываться несколькими путями, но в ранней Вселенной основная ее часть, вероятно, образовалась в процессе взрывов сверхновых. Теперь мы, наконец, получили прямое доказательство этой теории".
Интересно:
Космическая пыль состоит из силикатных (кремниевых) и графитовых зерен. Эти минералы в изобилии встречаются и на Земле. Свечной нагар очень схож по составу с космической графитовой пылью, хотя частицы нагара в десять и более раз крупнее ее зерен.
ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, продукт партнерства ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. В Европе ALMA финансируется Европейской Южной Обсерваторией (ESO), в Северной Америке – Национальным Научным Фондом (NCF) в кооперации с Национальным Советом по научным исследованиям Канады (NRC) и Национальным Советом по науке Тайваня (NSC), в Восточной Азии Национальным Институтом Естественных наук Японии (NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) Тайваня. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), управляемая компанией Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).
Результаты исследования представлены в статье “Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA”, R. Indebetouw и др., которая публикуется в Astrophysical Journal Letters.