11.07.2014 | Наука

Обнаружен источник космической пыли, формирующей звезды и планеты

Космическая пыль считается главным строительным компонентом новых звёзд и скалистых планет, подобных Земле. Но до сих пор процесс её возникновения и дальнейшего существования не был до конца понятен учёным.

Среди астрофизиков широко распространено мнение, что основным источником пыли служат сверхновые массивные и короткоживущие звёзды. Однако наблюдение за ближайшими из них показывало, что при их взрыве образуется слишком малое количество пыли, которого вряд ли было достаточно для формирования молодой Вселенной.

Международной группе исследователей во главе с Кристой Галь (Christa Gall) из Орхусского университета удалось заглянуть за завесу тайны. Удобный случай представился в 2010 году, когда в соседней галактике UGC 5189A вспыхнула сверхновая SN 2010jl, ознаменовав своим появлением гибель сверхмассивной звезды (в 40 раз больше нашего Солнца).

Наблюдение за новорождённой велось с помощью спектрографа X-shooter, установленного на "Очень Большом Телескопе" (VLT) в Паранальской обсерватории в Чили. Впервые исследователи в динамике следили за образовавшейся после взрыва пылью на протяжении 2,5 лет. За этот период им удалось сделать 10 наблюдений.

Анализ новых данных вёлся на основе ранее полученной информации, собранной в ходе наблюдения за сверхновой SN 1987A. Тогда астрономам удалось увидеть появление свежей пыли, однако никакой информации о процессе её формирования получено не было.

За SN 2010jl наблюдали в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Исследователи измеряли количество света, поглощаемого частицами и количество испускаемого ими инфракрасного излучения. Эти прямые измерения впервые показали, как именно пыль создавалась сверхновой звездой, а также какой размер имеют частицы и из какого материала они сделаны.

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи обнаружили, что незадолго до основного взрыва вокруг звезды образовалась оболочка из газа, содержащего много водорода, гелия и углерода. Когда взрывная волна, имеющая огромную температуру, ударила в это плотное облако, газ сжался и сильно охладился. Именно это явление, по мнению специалистов, дало возможность пыли сформироваться.

По стандартам Млечного Пути, частички, которые образовались благодаря SN 2010jl, огромны – от 1 до 4,2 микрометров в диаметре. Крупным частицам сложнее возникнуть, но они более устойчивы ко всевозможным космическим катаклизмам.

Во время более ранних наблюдений за сверхновой, пыли образовывалось мало. Её количество было эквивалентно одной десятитысячной массы Солнца. Но через 500-868 дней после взрыва образование пыли ускорилось, и её масса увеличилась более чем в 10 раз. Авторы исследования объясняют это тем, что твёрдые частички начинают образовываться, когда звезда достаточно остынет после взрыва.

На момент последнего наблюдения за SN 2010jl, а именно на 868-й день после взрыва, количество пыли достигло 0,04 массы Солнца или 830 масс Земли. Доктор Галь и её коллеги уверены, что если пылеобразование продолжит наращивать скорость, то через каких-нибудь 20 лет, SN 2010jl произведёт половину массы нашей звезды. И если многочисленные сверхновые на ранних этапах формирования Вселенной производили пыль с такой же скоростью, то они вполне могли обеспечить её необходимым строительным материалом.

По публикациям UkrNet