ALMA finnur rykverksmiðju í nálægri sprengistjörnuleif

Sævar Helgi Bragason 06. jan. 2014 Fréttir

Stjörnufræðingar hafa í fyrsta sinn fundið ryk í sprengistjörnuleifinni 1987A. Uppgötvunin gæti útskýrt hvernig ryk dreifist um vetrarbrautir.
  • Samsett myn af sprengistjörnuleifinni 1987A

Í fyrsta sinn hafa nýjar mælingar Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sjónaukans leitt í ljós mikið af nýlega mynduðu ryki í leifum ungrar sprengistjörnu. Komist þetta ryk í gegnum umbreytingu og út í mðgeiminn, gæti það skýrt rykugt og dökkleitt útlit margra vetrarbrauta.

Vetrarbrautir geta verið ótrúlega rykugir staðir [1] en talið er að sprengistjörnur séu meginuppspretta ryksins, sér í lagi í árdaga alheims. Fram til þessa hafa þó fá bein sönnunargögn fundist fyrir rykframleiðslugetu sprengistjarna og hefur því reynst örðugt að útskýra það mikla rykmagn sem sést í ungum, fjarlægum vetrarbrautum. Nú eru mælingar ALMA hins vegar að breyta þvi.

„Við höfum fundið gríðarmikinn rykmassa fyrir miðju efnisins sem kastast hefur frá ungri og tiltölulega nálægri sprengistjörnu,“ segir Remy Indebetouw, stjörnufræðingur við National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og University of Virginia í Charlottesville í Bandaríkjunum. „Í fyrsta sinn hefur okkur tekist að ná myndum af þeim stöðum þar sem ryk hefur myndast, sem er mikilvægt til að skilja þróun vetrarbrauta.“

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga notaði ALMA til að rannsaka glóandi leifar sprengistjörnunnar 1987A [2] í Stóra Magellansskýinu, dvergvetrarbraut sem hringsólar um Vetrarbrautina okkar í um 160.000 ljósára fjarlægð frá Jörðinni. SN 1987A er nálægasta sprengistjarnan sem sést hefur frá árinu 1604, þegar Jóhannes Kepler skrásetti sprengistjörnu í Vetrarbrautinni okkar.

Stjörnufræðingar höfðu spáð fyrir um að þegar gasið kólnaði eftir sprenginguna, myndi mikið magn af ryki með súrefni, kolefni og kísli bundnu saman í kaldari miðsvæðum leifanna. Hins vegar greindu innrauðar mælingar á SN 1987A fyrstu 500 dagana eftir sprenginguna aðeins lítið magn af heitu ryki.

Greinigeta og næmni ALMA á sér engin fordæmi svo stjörnufræðingarnir gátu greint miklu meira magn af köldu ryki, sem skín skært á millímetra- og hálfsmillímetrasviðinu, í leifunum. Stjörnufræðingarnir áætla að í leifunum sé nú um fjórðungur af efnismagni sólar á formi nýmyndaðs ryks. Einnig fannst talsvert magn af kolmónoxíði og kísilmónoxíði í leifunum.

„SN 1987A er einstakt fyrirbæri, því leifarnar hafa ekki blandast saman við umhverfið í kring, svo það sem við sjáum þarna varð til á staðnum,“ sagði Indebetouw. „Nýju niðurstöður ALMA, sem eru fyrstar sinnar tegundar, sýna að sprengistjörnuleifarnar eru uppfullar af efni sem var ekki til fyrir örfáum áratugum.“

Sprengistjörnur geta hins vegar bæði myndað rykagnir og tortímt þeim.

Þegar höggbylgjan frá sprengingunni barst út í geiminn, varð til bjartur, glóandi efnishringur, eins og myndir Hubble geimsjónauka NASA og ESA sýndu. Þegar höggbylgjan rakst á gashjúp sem rauða risastjarnan hafði varpað frá sér skömmu áður en hún sprakk, kastaðist hluti hennar aftur inn að miðju leifanna. „Á einhverjum tímapunkti mun þessi endurkastaða höggbylgja rekast á þessa nýju rykkekki,“ sagði Indebetouw. „Líklegt er að hluti ryksins muni sundrast þegar það gerist. Erfitt er að spá nákvæmlega fyrir um hve mikið — kannski lítið, hugsanlega helmingur eða tveir þriðju.“ Ef stór hluti ryksins stenst höggbylgjuna og berst út í miðgeiminn, gæti það útskýrt tilvist ryksins sem stjörnufræðingar sjá snemma í sögu alheimsins.

„Í árdaga alheimsins voru vetrarbrautir mjög rykugar og leikur þetta ryk stórt hlutverk í þróun þeirra,“ sagði Mikako Matsuura við University College London í Bretlandi. „Í dag vitum við að ryk getur orðið til á ýmsan hátt, en í árdaga alheims hlýtur mestur hluti þess að hafa komið frá sprengistjörnum. Nú loksins höfum við beina sönnun sem styður þá kenningu.“

Skýringar

[1] Geimryk samanstendur af sílikat- og grafítkornum — steindum sem finnast líka í miklu magni á jörðinni. Kertasót er keimlíkt grafítryki í geimnum, þótt kornin í sótinu séu meira en tíu sinnum stærri en dæmigerðar kornastærðir grafítagna í geimnum.

[2] Ljósið frá sprengistjörnunni barst til jarðar árið 1987, eins og nafnið gefur til kynna.

Frekari upplýsingar

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Skýrt er frá rannsókninni í greininni „Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA“ eftir R. Indebetouw o.fl. sem birtist í Astrophysical Journal Letters.

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1401.