เศษซูเปอร์โนวาที่มีฝุ่นมาก คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ซุปเปอร์โนวาที่หลงเหลืออยู่ในเมฆแมเจลแลนเล็ก ๆ มีอายุเพียง 1,000 ปีเท่านั้น ทำให้มันเป็นหนึ่งในสิ่งที่อายุน้อยที่สุดที่ค้นพบ ทฤษฎีปัจจุบันเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวาทำนายว่ามันควรจะมีฝุ่น 100 เท่าที่นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับได้ อาจเป็นไปได้ว่าคลื่นกระแทกซูเปอร์โนวาป้องกันการก่อตัวของฝุ่นละอองหรือฝุ่นที่เย็นกว่าจำนวนมากซึ่งไม่เคยพบเห็นโดยเครื่องมืออินฟราเรด
หนึ่งในซูเปอร์โนวาที่อายุน้อยที่สุดที่ยังหลงเหลืออยู่เป็นที่รู้จักลูกบอลสีแดงเรืองแสงที่เกิดจากการระเบิดเมื่อ 1,000 ปีก่อนของดาวมวลมหาศาลในกาแลคซีใกล้เคียงคือเมฆแมกเจลแลนเล็ก ๆ แสดงปัญหาเดียวกันกับการระเบิดดาวในกาแลคซี .
การตรวจสอบล่าสุดโดยมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องอินฟราเรดในการแสดงกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ในนาซ่าเกือบหนึ่งในร้อยของปริมาณฝุ่นที่ทำนายโดยทฤษฎีปัจจุบันของซุปเปอร์โนวาแกนยุบตัวแทบจะเป็นมวลของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ .
ความแตกต่างนี้เป็นความท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่พยายามเข้าใจต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ในเอกภพยุคแรก ๆ เพราะฝุ่นที่ผลิตจากการระเบิดของดาวส่วนใหญ่เชื่อว่าเป็นเมล็ดของการก่อตัวของดาวรุ่นใหม่ ในขณะที่เศษซากของดาวระเบิดมวลมหาศาลในกาแลคซีทางช้างเผือกก็แสดงฝุ่นน้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้ แต่นักดาราศาสตร์ก็หวังว่าซุปเปอร์โนวาในเมฆแมเจลแลนขนาดเล็กที่พัฒนาน้อยกว่านั้นจะสอดคล้องกับแบบจำลองของพวกมันมากขึ้น
“ งานก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่กาแลคซีของเราเท่านั้นเพราะเราไม่ได้มีความละเอียดพอที่จะมองไกลออกไปสู่กาแลคซีอื่น ๆ ” Snezana Stanimirovic นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์กล่าวว่านักวิจัยจาก UC Berkeley กล่าว “ แต่ด้วยสปิตเซอร์เราสามารถรับการสำรวจความละเอียดสูงของเมฆแมเจลแลนขนาดเล็กซึ่งอยู่ห่างออกไป 200,000 ปีแสง เนื่องจากซุปเปอร์โนวาในเมฆเมฆแมกเจลแลนเล็ก ๆ นั้นมีสภาพคล้ายกับที่เราคาดไว้สำหรับกาแลคซียุคแรกนี่คือการทดสอบที่เป็นเอกลักษณ์ของการก่อตัวของฝุ่นในเอกภพยุคแรก ๆ ”
Stanimirovic รายงานการค้นพบของเธอในการนำเสนอและการบรรยายสรุปในวันนี้ (วันอังคารที่ 6 มิถุนายน) ในการประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในคัลการีอัลเบอร์ตาแคนาดา
Stanimirovic คาดการณ์ว่าความไม่ลงรอยกันระหว่างทฤษฎีและการสังเกตอาจเป็นผลมาจากบางสิ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพซึ่งองค์ประกอบที่หนักควบแน่นเป็นฝุ่นจากอัตราการทำลายฝุ่นที่สูงขึ้นในคลื่นกระแทกซูเปอร์โนวาที่มีพลังสูงหรือเพราะนักดาราศาสตร์ขาดความเย็น ฝุ่นที่อาจถูกซ่อนจากกล้องอินฟราเรด
การค้นพบนี้ยังชี้ให้เห็นว่าแหล่งกำเนิดทางเลือกอื่น ๆ ของการก่อตัวของฝุ่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งลมแรงจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่อาจจะเป็นผู้มีส่วนร่วมที่สำคัญกว่าไปยังสระว่ายน้ำฝุ่นในกาแลคซียุคแรกมากกว่าซุปเปอร์โนวา
ดาวมวลสูง - นั่นคือดาวที่ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเรา 10 ถึง 40 เท่า - ถูกคิดว่าจะจบชีวิตของพวกเขาด้วยการล่มสลายของแกนกลางขนาดใหญ่ที่พัดชั้นนอกของดวงดาวออกไปทำให้ธาตุหนักเช่นซิลิคอนคาร์บอนและ เหล็กในการขยายเมฆทรงกลม ฝุ่นนี้คิดว่าเป็นแหล่งกำเนิดของวัสดุสำหรับการก่อตัวดาวฤกษ์รุ่นใหม่ที่มีองค์ประกอบที่หนักกว่าเรียกว่า“ โลหะ” นอกเหนือจากไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมที่มีอยู่มากมาย
Stanimirovic และเพื่อนร่วมงานที่ UC Berkeley, Harvard University, สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech), มหาวิทยาลัยบอสตันและสถาบันระหว่างประเทศหลายแห่งได้รับความร่วมมือจาก Spitzer Survey of Small Magellanic Cloud (S3MC) กลุ่มใช้ประโยชน์จากความละเอียดที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนของกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างกาแลคซีระหว่างดวงดาวขนาดใหญ่เมฆฝุ่นโมเลกุลและสภาพแวดล้อม
จากการศึกษาของอัลแบร์โตโบลัตโตนักวิจัยจาก UC Berkeley และผู้วิจัยหลักของโครงการ S3MC กล่าวว่า“ เมฆแมกเจลแลนเล็ก ๆ นั้นเปรียบเสมือนห้องปฏิบัติการสำหรับทดสอบการก่อตัวของฝุ่นในกาแลคซีโดยมีเงื่อนไขใกล้เคียงกับกาแลคซีในเอกภพยุคแรก”
“ ส่วนใหญ่ของรังสีที่ผลิตโดยเศษซากซุปเปอร์โนวานั้นถูกปล่อยออกมาในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม” ไบรอันเกนสเลอร์จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนในเคมบริดจ์มวลกล่าวว่า“ ในที่สุดสปิตเซอร์ .”
เรียกว่ากาแลคซีที่ผิดปกติแคระ, เมฆแมกเจลแลนเล็กและสหายเมฆเมฆแมกเจลแลนใหญ่โคจรรอบทางช้างเผือกที่ใหญ่กว่ามาก ทั้งสามมีอายุประมาณ 13 พันล้านปี ทางช้างเผือกได้ผลักดันและดึงกาแลคซีดาวเทียมเหล่านี้ก่อให้เกิดความปั่นป่วนภายในซึ่งอาจก่อให้เกิดการก่อตัวดาวฤกษ์ช้าลงและทำให้วิวัฒนาการช้าลงที่ทำให้เมฆแมกเจลแลนเล็กดูเหมือนกาแลคซีอายุน้อยที่มองเห็นไกลออกไป
“ กาแลคซีนี้มีอดีตที่ดุร้ายจริงๆ” Stanimirovic กล่าว ด้วยเหตุนี้“ ปริมาณฝุ่นและความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบหนักในเมฆแมเจลแลนเล็กนั้นต่ำกว่าในกาแลคซีของเรามาก” เธอกล่าว“ ในขณะที่สนามรังสีระหว่างดวงดาวจากดวงดาวนั้นรุนแรงกว่ากาแลคซีทางช้างเผือก . องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีอยู่ในเอกภพยุคแรก ๆ ”
ด้วยการสังเกต 50 ชั่วโมงด้วยกล้องอินฟราเรดอาเรย์ (IRAC) ของสปิตเซอร์และ Multiband Imaging Photometer (MIPS) ทีมสำรวจ S3MC ได้ถ่ายภาพกาแลคซีส่วนกลางในปี 2548 ในภาพชิ้นเดียว Stanimirovic สังเกตฟองสีแดงทรงกลมที่ เธอค้นพบว่าสอดคล้องกับแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ทรงพลังซึ่งตรวจพบโดยดาวเทียมจันทราเอ็กซ์เรย์ของนาซ่า ลูกบอลกลายเป็นซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ 1E0102.2-7219 ซึ่งศึกษากันมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในแถบแสง X-ray และคลื่นวิทยุ แต่ไม่เคยเห็นมาก่อนในอินฟราเรด
รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากวัตถุอุ่นและในความเป็นจริงการแผ่รังสีจากซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ปรากฏในแถบความยาวคลื่นเพียงวงเดียวชี้ให้เห็นว่าฟองฝุ่นที่มีอายุ 1,000 ปีเกือบ 120 เท่าของเคลวินซึ่งเท่ากับ 244 องศาฟาเรนไฮต์ E0102 ซึ่งเป็นหนึ่งในสามที่อายุน้อยที่สุดในซากซุปเปอร์โนวาที่รู้จักกันดีอาจเป็นผลมาจากการระเบิดของดวงดาวขนาด 20 เท่าของดวงอาทิตย์และเศษขยะก็ขยายตัวถึง 1,000 กิโลเมตรต่อวินาที (2 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง) นับตั้งแต่
ข้อมูลอินฟราเรดให้โอกาสในการดูว่าดาวฤกษ์รุ่นก่อนหน้าซึ่งเป็นดาวฤกษ์มีโลหะหนักต่ำหรือไม่นั้นสอดคล้องกับทฤษฎีการก่อตัวของฝุ่นในการระเบิดดาวฤกษ์มวลมหาศาล น่าเสียดายที่ปริมาณฝุ่น - เกือบหนึ่งในพันมวลดวงอาทิตย์น้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้อย่างน้อย 100 เท่าคล้ายกับสถานการณ์ที่มีซากซุปเปอร์โนวาชื่อดัง Cassiopeia A ในทางช้างเผือก
ทีม S3MC วางแผนการสำรวจด้วยสเปคตรัมในอนาคตด้วยกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ซึ่งจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของเม็ดฝุ่นที่เกิดขึ้นจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากองค์การการบินและอวกาศแห่งชาติและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในเมืองพาซาดีนารัฐแคลิฟอร์เนียจัดการภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์สำหรับคณะผู้แทนคณะวิทยาศาสตร์ของนาซ่าซึ่งตั้งอยู่ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ดำเนินการที่ศูนย์วิทยาศาสตร์สปิตเซอร์ที่คาลเทค JPL เป็นแผนกหนึ่งของ Caltech
แหล่งที่มาเดิม: UC Berkeley News Release
