Vesmír preteká kozmickým prachom. Planéty sa tvoria vo vírivých oblakoch prachu okolo mladej hviezdy; Prašné pruhy skrývajú vzdialenejšie hviezdy v Mliečnej ceste nad nami; A molekulárny vodík sa tvorí na prachových zrnkách v medzihviezdnom priestore.
Dokonca aj sadze zo sviečky sú veľmi podobné kozmickému uhlíkovému prachu. Obidve pozostávajú z kremičitanových a amorfných uhlíkových zŕn, aj keď veľkosť zŕn v sadze je 10 alebo viackrát väčšia ako typické zrná v priestore.
Ale odkiaľ kozmický prach pochádza?
Skupina astronómov bola schopná sledovať vznik kozmického prachu v dôsledku výbuchu supernovy. Nový výskum nielen ukazuje, že prachové zrná sa pri týchto masívnych explóziách tvoria, ale že môžu prežiť aj následné rázové vlny.
Hviezdy spočiatku čerpajú svoju energiu fúzovaním vodíka do hélia hlboko v ich jadrách. Ale hviezda nakoniec dôjde palivo. Po mierne chaotickej fyzike začne zmluvné jadro hviezdy fúzovať hélium na uhlík, zatiaľ čo škrupina nad jadrom pokračuje v tavení vodíka na hélium.
Vzor pokračuje pre hviezdy so strednou až vysokou hmotnosťou a vytvára okolo jadra hviezdy rôzne jadrové horenie. Cyklus narodenia a smrti hviezd teda v kozmickej histórii neustále vytvára a rozptyľuje viac ťažkých prvkov, čím poskytuje látky potrebné pre kozmický prach.
„Problémom je, že aj keď sa prachové zrná zložené z ťažkých prvkov vytvárajú pri supernovoch, výbuch supernov je taký prudký, že zrnká prachu nemusia prežiť,“ uviedol spoluautor Jens Hjorth, vedúci tematického kozmetického centra v Niels Bohr Inštitút v tlačovej správe. "Ale existujú veľké kozmické zrná, takže záhadou bolo, ako sa formujú a prežili následné rázové vlny."
Tím vedený Christou Gallom použil veľmi veľký teleskop ESO na observatóriu Paranal v severnom Čile na pozorovanie supernovy, dabovanej SN2010jl, deväťkrát v mesiacoch po výbuchu a desiatykrát 2,5 roka po výbuchu. Pozorovali supernovu vo viditeľných aj blízko infračervených vlnových dĺžkach.
SN2010jl bol 10-krát jasnejší ako priemerná supernova, takže explodujúca hviezda bola 40-krát hmotnejšia ako Slnko.
"Kombináciou údajov z deviatich skorých sád pozorovaní sme mohli urobiť prvé priame merania toho, ako prach okolo supernovy absorbuje rôzne farby svetla," uviedla vedúca autorka Christa Gall z Aarhus University. "To nám umožnilo zistiť viac o prachu, ako bolo predtým možné."
Výsledky naznačujú, že tvorba prachu začína skoro po výbuchu a pokračuje po dlhú dobu.
Prach sa pôvodne tvoril materiálom, ktorý hviezda vypudila do vesmíru ešte predtým, ako vybuchla. Potom dôjde k druhej vlne tvorby prachu, ktorá zahŕňa vypudený materiál zo supernovy. Tu sú prachové zrnká obrovské - tisícina milimetra v priemere - čo ich robí odolnými voči akýmkoľvek nasledujúcim rázovým vlnám.
"Keď hviezda exploduje, rázová vlna zasiahne hustý oblak plynu ako tehlová múr." Je to všetko v plynnej forme a neuveriteľne horúco, ale keď erupcia zasiahne „stenu“, plyn sa stlačí a ochladí na približne 2 000 stupňov, “povedal Gall. „Pri tejto teplote a hustote môžu prvky tvoriť jadrá a tvoriť pevné častice. Zmerali sme zrnká prachu také veľké ako jeden mikrón (tisícina milimetra), čo je veľké zrnká kozmického prachu. Sú také veľké, že dokážu prežiť svoju ďalšiu cestu do galaxie. “
Ak bude produkcia prachu v SN2010jl pokračovať v sledovanom trende, do 25 rokov po výbuchu supernovy bude mať celková hmotnosť prachu polovicu hmotnosti Slnka.
Výsledky boli publikované v publikácii Nature a sú k dispozícii na stiahnutie tu. K dispozícii je aj tlačová správa inštitútu Nielsa Bohra a tlačová správa ESO.
