eso1401ru — Научный релиз

Телескоп ALMA обнаружил «пылевую фабрику» в остатке сверхновой

6 января 2014 г.

В результате недавних наблюдений на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) впервые обнаружено большое количество свежеобразованной пыли внутри остатка недавно вспыхнувшей сверхновой звезды. Эти наблюдения могут объяснить изобилие пыли, свойственное многим ранним галактикам.

Галактики могут быть необычайно богаты пылью [1]. Считается, что первоначальный источник этой пыли, особенно в ранней Вселенной – сверхновые звезды. Однако, до сих пор не удавалось получить прямого доказательства способности сверхновой производить большие количества пыли, и поэтому оставались сомнения в том, что за изобилие пыли, зарегистрированное в молодых удаленных галактиках, ответственны именно сверхновые. Недавние наблюдения с телескопом ALMA предоставили такое доказательство.

"Мы нашли необычайно большие пылевые массы, сконцентрированные в центральной части остатка относительно молодой и близкорасположенной сверхновой", -- сказал Реми Индебту (Remy Indebetouw), астроном, работающий в Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO) и университете штата Виргиния (Шарлоттесвилль, США). "Это первая непосредственная регистрация процесса образования пыли при вспышке сверхновой, что важно для понимания эволюции галактик".

Международная группа астрономов наблюдала на телескопе ALMA остаток сверхновой 1987A [2] в Большом Магеллановом Облаке (БМО), карликовой галактике-спутнике нашей Галактики Млечного Пути. БМО расположено на расстоянии 160 000 световых лет от Земли, а SN 1987A является ближайшей к нам сверхновой со времен наблюдения Иоганном Кеплером в 1604 году вспышки сверхновой внутри Млечного Пути.

Согласно расчетам астрономов, в процессе охлаждения газа после вспышки в центральных областях остатка сверхновой атомы кислорода, углерода и кремния вступают в соединение друг с другом, вследствие чего и образуется большое количество пыли. Однако, инфракрасные наблюдения SN 1987A, выполненные в первые 500 дней после вспышки, зарегистрировали лишь небольшие массы горячей пыли.

Используя беспрецедентные разрешение и чувствительность телескопа ALMA, астрономы сумели найти значительно больше холодной пыли, ярко излучающей в миллиметровых и субмиллиметровых лучах. По оценкам исследователей, остаток сверхновой сейчас содержит количество новообразованной пыли, примерно равное четверти массы Солнца. Обнаружено также значительное количество окиси углерода и окиси кремния.

"Особенность SN 1987A в том, что здесь не происходит перемешивания с окружающей межзвездной средой, а это значит, что то, что мы там видим, там и образовалось",-- сказал Индебту. "Новые уникальные результаты, полученные с ALMA, показывают нам, что область остатка сверхновой заполнена веществом, которого несколько десятилетий назад просто не существовало". 

Однако, сверхновые могут не только создавать, но и разрушать пылевые частицы. Мы видим, что место взрыва сверхновой окружено ярко светящимися кольцами вещества, которые были впервые замечены еще в ранних наблюдениях с Космическим телескопом Хаббла (NASA/ESA) -- газовой оболочкой, сброшенной голубым гигантом перед тем, как взорваться. Изначально причиной этого свечения было жесткое ультрафиолетовое излучение сверхновой, но за последние несколько лет кольца стали светиться гораздо ярче, так как оболочку настигла возникшая при взрыве сверхновой ударная волна. После этого столкновения часть энергии ударной волны отразилась обратно в направлении центра остатка сверхновой. "В некоторый момент эта отраженная ударная волна обязательно обрушится на клубящиеся облака новообразованной пыли", -- сказал Индебту. "И тогда, скорее всего, часть этой пыли разлетится в разные стороны; сколько именно, трудно сказать, может быть, лишь небольшая часть, а может, половина, или две трети". Если окажется, что в межзвездном пространстве рассеется значительная часть пыли, то этот механизм может объяснить изобилие пыли, наблюдаемое астрономами в ранней Вселенной.

"Самые ранние галактики содержат невероятное количество пыли, которая играет основную роль в эволюции галактик", -- говорит Микако Мацуура (Mikako Matsuura) из Университетского Колледжа в Лондоне. "Как нам известно сегодня, пыль может образовываться несколькими путями, но в ранней Вселенной основная ее часть, вероятно, образовалась в процессе взрывов сверхновых. Теперь мы, наконец, получили прямое доказательство этой теории".

Примечания

[1] Космическая пыль состоит из силикатных (кремниевых) и графитовых зерен. Эти минералы в изобилии встречаются и на Земле. Свечной нагар очень схож по составу с космической графитовой пылью, хотя частицы нагара в десять и более раз крупнее ее зерен.

[2] Излучение этой вспышки достигло Земли в 1987 году, что и отражено в названии сверхновой.

Узнать больше

ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, продукт партнерства ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. В Европе ALMA финансируется Европейской Южной Обсерваторией (ESO), в Северной Америке – Национальным Научным Фондом (NCF) в кооперации с Национальным Советом по научным исследованиям Канады (NRC) и Национальным Советом по науке Тайваня (NSC), в Восточной Азии Национальным Институтом Естественных наук Японии (NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) Тайваня. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), управляемая компанией  Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).

Результаты исследования представлены в статье “Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA”, R. Indebetouw и др., которая публикуется в Astrophysical Journal Letters.

Состав исследовательской группы: R. Indebetouw (National Radio Astronomy Observatory (NRAO); University of Virginia, Charlottesville, USA), M. Matsuura (University College London, United Kingdom [UCL]), E. Dwek (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), G. Zanardo (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Crawley, Australia [ICRAR]), M.J. Barlow (UCL), M. Baes (Sterrenkundig Obst Gent, Gent, Belgium), P. Bouchet (CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette, France), D.N. Burrows (The Pennsylvania State University, University Park, USA), R. Chevalier (University of Virginia, Charlottesville, USA), G.C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge,USA), C. Fransson (Stockholm University, Sweden), B. Gaensler (Australian Research Council Centre of Excellence for All-sky Astrophysics [CAASTRO]; Sydney Institute for Astronomy, The University of Sydney, Australia), R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M.Lakicevic (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, UK), K.S. Long (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]), P. Lundqvist (Stockholm University, Sweden), I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden), J. Marcaide (Universidad de Valencia, Burjassot, Spain), R. McCray (University of Colorado at Boulder, USA), M. Meixner (STScI; The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), C.-Y. Ng (The University of Hong Kong, Hong Kong), S. Park (University of Texas at Arlington, Arlington, USA), G. Sonneborn (STScI), L. Staveley-Smith (ICRAR; CAASTRO), C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory/European Southern Observatory, Santiago, Chile) и J. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, UK).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – крупнейшем из существующих астрономических проектов. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Remy Indebetouw
National Radio Astronomy Observatory (NRAO) and the University of Virginia
Charlottesville, USA
Телефон: +1 434 924 4895/+1 434 244 6883
Email: remy@virginia.edu

Mikako Matsuura
University College London
London, United Kingdom
Телефон: +44 (0)20 7679 4348
Email: mikako.matsuura@ucl.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Charles E. Blue
National Radio Astronomy Observatory, Public Information Officer
Charlottesville, USA
Телефон: +1 434 296 0314
Email: cblue@nrao.edu

Перевод пресс-релиза ESO eso1401.

О релизе

Релиз №:eso1401ru
Название:SN 1987A
Тип:• Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Supernova
• X - Stars
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014ApJ...782L...2I

Изображения

Composite image of Supernova 1987A
Composite image of Supernova 1987A
только на английском
Artist's illustration of Supernova 1987A
Artist's illustration of Supernova 1987A
только на английском
Portrait of a Dramatic Stellar Crib*
Portrait of a Dramatic Stellar Crib*
только на английском

Также смотрите наши