Вебб знаходить резервуари пилу у місцях вибуху наднових

Дослідники за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба досягли значних успіхів у підтвердженні джерела пилу в ранніх галактиках. Спостереження за двома надновими типу II, Supernova 2004et (SN 2004et) і Supernova  2017eaw (SN 2017eaw), виявили велику кількість пилу всередині викидів кожного з цих об’єктів.

Маса, знайдена дослідниками, підтверджує теорію про те, що наднові зіграли ключову роль у постачанні пилу ранньому Всесвіту.

Пил є будівельним матеріалом для багатьох речей у Всесвіті, зокрема планет. Коли пил від вмираючих зірок поширюється в космосі, він несе необхідні елементи, щоб допомогти народити наступне покоління зірок та їхніх планет. Звідки береться цей пил, десятиліттями астрономи не могли зрозуміти. Одним із значних джерел космічного пилу можуть бути наднові зірки – після того, як вмираюча зірка вибухає, її залишковий газ розширюється й охолоджується, утворюючи пил.

«Прямих доказів цього явища до цього моменту було небагато, оскільки наші можливості дозволили нам на сьогоднішній день вивчити популяцію пилу лише в одній порівняно неподалік надновій – Надновій 1987A, що знаходиться на відстані 170 000 світлових років від Землі», – сказала провідний автор Мелісса Шахбанде з Університету Джонса Гопкінса та Наукового інституту космічного телескопа в Балтиморі, штат Меріленд.

За її словами, коли газ охолоджується настільки, що утворюється пил, цей пил можна виявити лише в середньому інфрачервоному діапазоні за умови достатньої чутливості.

Для наднових, більш віддалених, ніж SN 1987A, таких як SN 2004et і SN 2017eaw, обидві в NGC 6946 приблизно за 22 мільйони світлових років від нас, таке поєднання охоплення довжиною хвилі та надзвичайної чутливості можна отримати лише за допомогою MIRI Вебба (інфрачервоного інструменту).

Спостереження Вебба є першим проривом у вивченні утворення пилу від наднових зірок після виявлення новоутвореного пилу в SN 1987A за допомогою телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) майже десять років тому.

Іншим особливо інтригуючим результатом дослідження є не просто виявлення пилу, а й кількість пилу, виявленого на цьому ранньому етапі життя наднової. У SN 2004et дослідники знайшли понад 5000 земних мас пилу.

«Якщо ви подивитеся на розрахунок того, скільки пилу ми бачимо особливо в SN 2004et, він конкурує з вимірюваннями в SN 1987A, і це лише частка віку», — додав керівник програми Орі Фокс з Наукового інституту космічного телескопа.

За його словами, це найбільша маса пилу, виявлена ​​в наднових зірках з SN 1987A.

Спостереження показали астрономам, що молоді віддалені галактики сповнені пилу, але ці галактики недостатньо старі, щоб зірки середньої маси, такі як Сонце, постачали пил під час свого старіння. Більш масивні, короткоживучі зірки могли загинути досить скоро і в достатньо великій кількості, щоб утворити стільки пилу.

Незважаючи на те, що астрономи підтвердили, що наднові утворюють пил, питання про те, скільки цього пилу може витримати внутрішні поштовхи після вибуху, залишається відкритим. Побачивши таку кількість пилу на цій стадії життя SN 2004et і SN 2017eaw, можна припустити, що пил може витримати ударну хвилю – доказ того, що наднові дійсно є важливими фабриками пилу.

Дослідники також відзначають, що поточні оцінки маси можуть бути вершиною айсберга. У той час як Вебб дозволив дослідникам виміряти холодний пил краще, ніж будь-коли раніше, може існувати невиявлений, більш холодний пил, який випромінює ще далі в електромагнітний спектр, який залишається закритим зовнішніми шарами пилу.

Дослідники підкреслили, що нові відкриття також є лише натяком на нові можливості дослідження наднових зірок та їх утворення пилу за допомогою Вебба, і що це може розказати нам про зірки, з яких вони виникли.

SN 2004et і SN2017eaw є першими з п’яти цілей, включених у цю програму. Спостереження були завершені в рамках програми Webb General Observer 2666. Стаття була опублікована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 5 липня.