Pressmeddelande

ALMA synar en supernovas stoftfabrik

6 januari 2014

Nya observationer med teleskopet ALMA har för första gången fångat resterna efter en ung supernova och visat att de är proppfulla av nybildat stjärnstoft. Mängden stoft och damm kan förklara galaxers ibland dammiga och dunkla utseende – om nu kornen kan klara den farliga resan ut i den interstellära rymden.

Galaxer kan vara förvånansvärt dammiga [1]. Den huvudsakliga källan till galaxernas stoft och damm antas vara supernovor, och det gäller framförallt när universum var ungt. Det har dock varit en brist på konkreta bevis för supernovors förmåga att bilda stoft, och man har inte kunnat förklara de enorma stoftmängder som har observerats i unga avlägsna galaxer. Detta håller nu på att ändras tack vare observationer med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Remy Indebetouw är astronom vid National Radio Astronomy Observatory (NRAO) och University of Virginia, båda i Charlottesville i USA.

– Vi har upptäckt en ovanligt stor mängd stoft koncentrerad kring den centrala delen av materian som kastats ut från en relativt ung och närbelägen supernova. Det här är första gången som vi verkligen kunnat avbilda var stoftet bildas. Det är viktigt för att kunna förstå hur galaxer utvecklas.

Ett internationellt team av astronomer använde ALMA för att observera de glödande resterna av supernova 1987A [2], som ligger i Stora magellanska molnet, en dvärggalax i omloppsbana kring Vintergatan cirka 160 000 ljusår från jorden. SN 1987A är den mest närbelägna supernovaexplosion som har observerats sedan 1604 då Johannes Kepler studerade en supernova i Vintergatan.

Resultaten presenterades vid Amerikanska Astronomiska Sällskapets (AAS) möte i januari.

Astronomer förutspådde att när gas svalnade av efter explosionen skulle stora mängder stoft bildas eftersom syre-, kol- och kiselatomer förenas i de kalla områdena i mitten av supernovaresten. Emellertid upptäcktes bara mindre mängder hett stoft när SN 1987A observerades med teleskop känsliga för infrarött ljus under de första 500 dagarna efter explosionen.

Tack vare ALMA:s oöverträffade upplösning och känslighet kunde forskarna avbilda de mycket större mängderna kallt stoft, som lyser starkt i ljus med våglängd kring och strax under en millimeter. Astronomerna uppskattar att supernovaresten nu innehåller nybildat stoft som tillsammans uppgår till 25 procent av solens massa. De upptäckte även att avsevärda mängder av kolmonoxid och kiselmonoxid har bildats här.

– SN 1987A är ett speciellt ställe just därför att supernovan inte har blandat sig med omgivningen. Därför vet vi att det vi ser skapades just där. De nya resultaten från ALMA, som är de första i sitt slag, avslöjar en supernovarest som är full till brädden med materia som fram till ett par decennier sedan helt enkelt inte fanns, säger Indebetouw.

Supernovor kan emellertid både skapa och förstöra dammkorn.

Platsen där supernovan ligger omges av klart lysande ringar av materia som tidigare observationer med NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble har visat. Dessa lystes först upp av den ultravioletta blixten från den ursprungliga explosionen, men sedan några år tillbaka har materialet i ringarna blivit mycket ljusstarkare då det kolliderat med den expanderande chockvågen. Då chockvågen från explosionen slog in i höljet, som ömsades av föregångarstjärnan när livets slut närmade sig, studsade en del av den explosionens kraft tillbaka mot restens mitt.

– Vid någon tidpunkt kommer den ingående chockvågen slå mot dessa böljande klumpar av nytillverkat stoft. Då kommer troligen en del av stoftet blästras isär, men hur stor del är svårt att förutspå – kanske bara lite grann, möjligen hälften eller två tredjedelar, säger Indebetouw.

Om en större andel av stoftet överlever och klarar resan ut till rymden mellan stjärnorna skulle detta kunna utgöra de kopiösa mängder stoft som astronomer detekterat i det unga universum. Det menar Mikako Matsuura, astronom vid University College London i Storbritannien.

– De allra tidigaste galaxerna är otroligt dammiga och deras stoft spelar en viktig roll i hur galaxer utvecklas. Idag vet vi att stoft och damm kan skapas på flera olika sätt, men då universum var ungt måste supernovor ha legat bakom dess största del. Nu har vi äntligen direkta bevis som stöd för den teorin, säger hon.

Noter

[1] Kosmiskt stoft består av korn av silikater och grafit – mineraler som också är vanligt förekommande på jorden. Sotet från ett stearinljus liknar det kosmiska grafitstoftet, även om sotkornen är tio eller fler gånger större än vanliga grafitkorn i rymden.

[2] Ljus från denna supernova anlände till jorden 1987, därav namnet supernova (SN) 1987A.

Mer information

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Ostasien i samverkan med Chile. I Europa stöds ALMA av ESO, i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) samt av Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC), i Ostasien av Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Bygget och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Japan av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ) och för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI). Joint ALMA Observatory (JAO) ger gemensam ledning och gemensam organisation för bygget, driftsättning och drift av ALMA.

Forskningsresultaten presenteras i en artikel, “Dust production and particle acceleration in supernova 1987A revealed with ALMA”, av R. Indebetouw m. fl., som publiceras inom kort i tidskriften Astrophysical Journal Letters.

Forskningslaget består av R. Indebetouw (National Radio Astronomy Observatory (NRAO); University of Virginia, Charlottesville, USA), M. Matsuura (University College London, Storbritannien [UCL]), E. Dwek (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), G. Zanardo (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Crawley, Australien [ICRAR]), M.J. Barlow (UCL), M. Baes (Sterrenkundig Obst Gent, Gent, Belgien), P. Bouchet (CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette, Frankrike), D.N. Burrows ( Pennsylvania State University, University Park, USA), R. Chevalier (University of Virginia, Charlottesville, USA), G.C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge,USA), Claes Fransson (Stockholms university, Sverige), B. Gaensler (Australian Research Council Centre of Excellence for All-sky Astrophysics [CAASTRO]; Sydney Institute for Astronomy, University of Sydney, Australien), R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M.Lakicevic (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Storbritannien), K.S. Long (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]), Peter Lundqvist (Stockholms universitet, Sverige), I. Martí-Vidal (Chalmers tekniska högskola, Onsala rymdobservatorium, Sverige), J. Marcaide (Universidad de Valencia, Burjassot, Spanien), R. McCray (University of Colorado at Boulder, USA), M. Meixner (STScI; Johns Hopkins University, Baltimore, USA), C.-Y. Ng (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/Europeiska sydobservatoriet, Santiago, Chile) och J. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Storbritannien).

Länkar

• Forskningsartikeln
• Mer om ALMA
• Bilder på ALMA

Kontakter

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

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

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1401 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.