Kids

eso1421no — Pressemelding

VLT oppklarer støvete mysterium

Nye observasjoner avdekker hvordan stjernestøv dannes rundt supernova

9. juli 2014

En gruppe astronomer har klart å observere i sanntid hvordan stjernestøv dannes i kjølvannet av en supernovaeksplosjon. For første gang har forskere vist at disse kosmiske støvfabrikkene produserer støvkorn i en totrinnsprosess, som starter like etter eksplosjonen og fortsetter i mange år etterpå. Teamet tok i bruk ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile for å analysere lyset fra supernovaen SN 2010jl mens det sakte svant hen, og resultatene publiseres i tidsskriftet Natures nettutgave 9. juli 2014.

Opprinnelsen til kosmisk støv i galakser er et mysterium [1]. Astronomer vet at supernovaer kan være hovedkilden til støvet, spesielt i det tidlige univers, men det er fortsatt uklart hvor de små støvkornene kondenserer og vokser. Man forstår heller ikke helt hvordan de unngår å bli ødelagt i de tøffe forholdene som råder i galaksenes stjernedannelsesområder. Observasjoner gjort med ESOs VLT ved Paranal-observatoriet i det nordlige Chile gir oss nå nye svar.

Et internasjonalt forskerteam har brukt spektrografen X-Shooter for å observere supernovaen SN 2010jl ni ganger i månedene etter eksplosjonen samt en tiende gang to og et halvt år etter eksplosjonen [2]. Observasjonene ble gjort på både synlige og nær-infrarøde bølgelengder. Denne uvanlig lyssterke supernovaen, som altså markerte en massiv stjernes voldsomme død, eksploderte i en liten, irregulær galakse kalt UGC 5189A.

"Ved å kombinere dataene fra de ni tidlige observasjonene kunne vi gjøre de første direkte målinger av hvordan støvet omkring en supernova absorberer ulike farger – eller bølgelengder om du vil," forteller hovedforfatter Christa Gall ved Aarhus Universitet i Danmark. "Det gjorde oss i stand til å lære mer om støv rundt supernovaer enn vi noen gang har kunnet tidligere".

Astronomteamet oppdaget at støvdannelsen begynte kort tid etter eksplosjonen og fortsatte i lang tid etterpå. De nye målingene avslørte også hvor store støvpartiklene er og hva de består av. Oppdagelsene gir forskere ny innsikt i dannelsen av støv og kommer bare måneder etter de ferske resultatene fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), som var først ute med å registrere enorme mengder nydannet støv i restene etter den berømte supernovaen SN 1987A (se eso1401). 

Teamet fant at støvkorn større enn en tusendels millimeter i diameter raskt ble dannet i det tette materialet omkring stjernen. Selv om slike partikler virker mikroskopiske for oss, er dette for store kosmiske støvkorn å regne. Den overraskende store størrelsen gjør dem mer motstandsdyktig overfor prosesser som kan bryte dem ned. Hvordan støvkorn overlever det voldsomme og destruktive miljøet i supernovarester var et av de mest sentrale åpne spørsmål i overnevnte ALMA-studie. De nye forskningsresultatene fra VLT gir oss nå svaret: støvkornene er rett og slett større enn forventet.

"Det at vi har identifisert store korn like etter supernovaeksplosjonen betyr at det må finnes en rask og effektiv måte å produsere disse," sier medforfatter Jens Hjorth ved Niels Bohr-instituttet ved Universitetet i København. "Men vi forstår enda ikke helt hvordan denne prosessen foregår."

Astronomene tror imidlertid de vet hvor det nye støvet må ha blitt dannet: i materialet som stjernen kastet ut i rommet før selve eksplosjonen. Etter hvert som sjokkbølgen fra supernovaen bredde seg utover, ble det skapt et kaldt og tett gasskall bakenfor. Et slikt miljø er akkurat det som skal til for at støvpartikler skal kunne gro fram. 

Resultatene fra VLT-observasjonene indikerer dessuten at et trinn nummer to ­var i sving flere hundre dager senere. Denne enda raskere og mer effektive støvdannelsesprosessen involverer derimot materialet som ble slynget ut i selve supernovaeksplosjonen. Hvis produksjonen av støv i restene etter SN 2010jl fortsetter i samme tempo som observasjonene antyder, vil den totale massen av støv 25 år etter eksplosjonen utgjøre rundt halvparten av Solas masse. Det er på linje med hva som er observert i andre supernovaer, som f.eks. SN 1987A.

"Astronomer har tidligere sett massevis av støv i restene etter supernovaer. Men de har samtidig funnet bevis for at kun små mengder støv ble skapt i disse eksplosjonene. De nye observasjonene gir nå en forklaring på denne tilsynelatende motsetningen," avslutter Christa Gall.

Fotnoter

[1] Kosmisk støv består av silikater og ukrystallisert karbon – mineraler det finnes rikelig av også her på Jorda. Sotet fra et stearinlys ligner mye på kosmisk karbonstøv, skjønt sotpartiklene er minst ti ganger større enn et gjennomsnittlig kosmisk støvkorn.

[2] Lyset fra denne supernovaen ble første gang sett i 2010, hvilket gjenspeiles i navnet, SN 2010jl. Den er klassifisert som en supernova av type IIn. Supernovaer av type II oppstår når massive stjerner som er minst åtte ganger mer massiv enn Sola, eksploderer. Supernovaer i underkategorien IIn, der n-en står for "narrow" (smal), oppviser smale hydrogenlinjer i spektrene sine. Disse linjene skyldes vekselvirkninger mellom materialet som ble kastet ut av supernova, og materialet som var til stede rundt stjernen før den eksploderte.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature 9. juli 2014: "Rapid formation of large dust grains in the luminous supernova SN 2010jl" av C. Gall et al.

Forskerteamet består av Christa Gall (Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Danmark; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark; Observational Cosmology Lab, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Jens Hjorth (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), Darach Watson (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), Eli Dwek (Observational Cosmology Lab, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Justyn R. Maund (Astrophysics Research Centre School of Mathematics and Physics Queen's University Belfast, Storbritannia; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), Ori Fox (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA), Giorgos Leloudas (The Oskar Klein Centre, Department of Physics, Stockholm University, Sverige; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), Daniele Malesani (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark) og Avril C. Day-Jones (Departamento de Astronomia, Universidad de Chile, Chile). 

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Christa Gall
Aarhus University
Denmark
Mob.: +45 53 66 20 18
E-post: cgall@phys.au.dk

Jens Hjorth
Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
E-post: jens@dark-cosmology.dk

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1421 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1421no
Navn:Supernova
Type:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Supernova
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2014Natur.511..326G

Bilder

Kunstnerisk framstilling av støvdannelse rundt en supernovaeksplosjon
Kunstnerisk framstilling av støvdannelse rundt en supernovaeksplosjon
Dverggalaksen UGC 5189A der supernovaen SN 2010jl eksploderte
Dverggalaksen UGC 5189A der supernovaen SN 2010jl eksploderte
Dverggalaksen UGC 5189A der supernovaen SN 2010jl eksploderte (med tekst)
Dverggalaksen UGC 5189A der supernovaen SN 2010jl eksploderte (med tekst)

Se også