Masivní supernovy jsou významným zdrojem kosmického prachu

Nejasný zdroj kosmického prachu, který je podhoubím života ve vesmíru, byl mezinárodním týmem vědců identifikován. V elektronickém časopisu Science Express oznámili, že pachatelem jsou supernovy Typu II, kterými končí život masivní hvězdy nad 8 hmot Slunce, jejichž spektrum vykazuje Balmerovy čáry vodíku.

Kosmická prach je složen z malých částeček, obsahujících prvky jako uhlík, křemík, hořčík, železo a kyslík, které jsou stavebnicí, ze která byla stvořena i naše Země. Donedávna se předpokládalo, že hlavním zdrojem tohoto prachu jsou hlavně staré, Slunce připomínající hvězdy, tedy rudí obři. Problémem však bylo množství takového prachu nalezeného v mladých galaxiích ranného vesmíru, u kterého bylo nepravděpodobné, že by vznikl ve starých hvězdách.

Supernovy vznikající z masivních hvězd s krátkým životním cyklem byly už dlouho podezřelé z toho, že by mohly být oněmi továrnami na prach. Jde však o docela vzácné události, které v galaxii nastávají přibližně jen jednou za sto let a tak najít a analyzovat skutečnost, zda prach skutečně vytváří, bylo pro výzkumníky tvrdým oříškem.

Spitzerův kosmický dalekohled však dovolil sledovat supernovu (označena na obr.vlevo), jejíž exploze byla objevena v roce 2003 ve spirálovité galaxii Messier 74 (NGC 628), která je od nás vzdálena přibližně 30 milionů světelných roků. Výsledky tohoto pozorování poprvé ukazují, že supernovy mohou efektivně vytvářet kosmický prach obsahující více než asi pěti procent těžkých prvků.

Profesor Mike Barlow z University College London (UCL), katedra fyziky a astronomie a jeden z autorů studie říká, že "částečky prachu v kosmu jsou stavebnicí komet, planet a života, ale naše znalosti o tom, kde tento prach vznikl nejsou úplné. Nová pozorování ukazují, že supernovy mohou významně přispět ke zvýšení množství prachu ve vesmíru."

Výzkumníci použili v kosmu umístěné dalekohledy Spitzer a Hubble a také pozemský dalekohled Gemini North Telescope na vrcholu havajského vulkánu Mauna Kea. Prácí vedl Dr. Ben Sugerman z Vědeckého institutu kosmického dalekohledu v Baltimore a spolupracujícími členy týmu byli vědci ze Survey for the Evolution of Emission from Dust in Supernovae (SEEDS), který vede profesor Mike Barlow .

Ačkoli výzkumníci objevili v minulosti již mnoho supernov na viditelných vlnových délkách, supernova 2003gd byla jen jednou ze tří, které byly pozorovány na infračervených vlnových délkách jak produkují prach. Supernova byla slabá a dost rychle expandovala do okolního prostoru. Vědci tedy potřebovali extrémně citlivé dalekohledy, aby ji mohli studovat dokonce už jen několik měsíců po explozi. Přestože astronomové už dříve předpokládali, že supernovy produkují prach, jejich schopnost tuto produkci studovat byla omezena použitou technologií.

Jak se prach vyvržený ze supernovy koncentruje, produkuje tři pozorovatelné úkazy: (1) září na infračervených vlnových délkách; (2) zvyšuje zastínění supernovy na viditelných vlnových délkách; (3) zastínění nově vytvořeným prachem je větší pro zářící plyn, který se rozpíná směrem pryč od nás, na vzdálené straně supernovy, než pro plyn šířícího se směrem k nám, na přední straně supernovy.

"Jednou z potíží při pokusech zjistit infračervené emise ze vzdálených galaxií je extrémní citlivost detektorů zahřívaných z dalších zdrojů," vysvětluje profesor Barlow. "Infračervené světlo je v první řadě tepelným sáláním a tak Spitzerův kosmický dalekohled musí být chlazen na teploty blízké absolutní nule (-273°C), aby mohl sledovat infračervené signály z kosmu bez interference s vlastním teplem dalekohledu."

Infračervená měření supernovy 2003gd, vykonaná 500 až 700 dnů po výbuchu, odhalila vyzařování odpovídající nově vzniklému, chladnoucímu prachu. Sofistikovaný model pozorovaného infračerveného záření a měřeného zastínění viditelných vlnových délek předpokládá, že hmota vzniklých pevných částeček prachu se rovná až sedmi tisícům hmotnosti Země.

Dr. Ben Sugerman, z Vědeckého institutu kosmického dalekohledu v Baltimore, který studia vedl, říká: "Lidé už 40 let supernovy podezřívali, že by mohly být producenty prachu, ale technologie, která by to potvrdila se stala dostupnou teprve nedávno. Výhodou použití Spitzera je, že můžeme skutečně vidět jak se teplý prach tvoří."

Profesor Robert Kennicutt z Institutu astronomie Cambridgeské university a spoluautor studie, dodává. "Tyto výsledky poskytnou působivou demonstraci toho, jak Spitzerova pozorování supernov mohou poskytnout jedinečné nové pohledy do procesů, které produkují prach ve vesmíru."

Zdroj: University College London, Physorg
Po předchozí domluvě převzato z http://sweb.cz/hvezdarnauherskybrod/