Universum on kosmilise tolmuga üle ujutatud. Noore tähe ümber tiirlevates tolmupilvedes moodustuvad planeedid; Tolmurajad varjavad meie kohal Linnutee kaugemaid tähti; Ja tähtedevahelises ruumis tekivad tolmuteradele molekulaarsed vesinikud.
Isegi küünla tahma sarnaneb kosmilise süsinikutolmuga. Mõlemad koosnevad silikaadist ja amorfsest süsiniku terast, ehkki tahma suurusterad on 10 või enam korda suuremad kui tüüpilised tera suurused ruumis.
Aga kust kosmiline tolm tuleb?
Rühm astronoome on suutnud jälgida supernoova plahvatuse tagajärjel tekkinud kosmilist tolmu. Uus uurimistöö ei näita mitte ainult seda, et nendes massilistes plahvatustes tekivad tolmuterad, vaid et nad suudavad ka hilisemad lööklained üle elada.
Tähed ammutavad oma energia algselt, sulatades vesiniku heeliumisse sügaval südamikus. Kuid lõpuks saab tähe kütus otsa. Pärast pisut räpane füüsikat hakkab tähe kokkutõmmatud tuum sulatama heeliumi süsinikuks, samal ajal kui tuuma kohal olev kest sulab vesinikku heeliumiks.
Muster jätkub keskmise ja suure massiga tähtede jaoks, luues tähe südamiku ümber erineva tuumakihi. Nii on tähtede sündimise ja surma tsükkel kogu kosmilise ajaloo vältel stabiilselt tootnud ja hajunud rohkem raskeid elemente, pakkudes kosmilise tolmu jaoks vajalikke aineid.
"Probleem on olnud selles, et isegi kui supernoovades moodustuksid rasketest elementidest koosnevad tolmuterad, on supernoova plahvatus nii vägivaldne, et tolmu terad ei pruugi ellu jääda," ütles Niels Bohri pimeda kosmoloogia keskuse juhataja kaasautor Jens Hjorth. Instituut pressiteates. "Kuid märkimisväärse suurusega kosmilised terad on olemas, seega on mõistatus, kuidas need on moodustatud ja mis on üle elanud järgnevaid lööklaineid."
Christa Galli juhitud meeskond kasutas ESO väga suurt teleskoopi Tšiili põhjaosas Paranali observatooriumis, et jälgida supernoova, nimega SN2010jl, üheksa korda pärast plahvatust ja kümnendat korda 2,5 aastat pärast plahvatust. Nad jälgisid supernoovat nii nähtava kui ka infrapunakiirguse lainepikkustel.
SN2010jl oli keskmisest supernoovast kümme korda heledam, muutes plahvatava tähe 40 korda Päikese massiks.
"Ühendades üheksa varase vaatluskomplekti andmed, saime teha esimesed otsesed mõõtmised selle kohta, kuidas supernoova ümber olev tolm neelab erinevaid valguse värve," ütles juhtautor Christa Gall Aarhusi ülikoolist. "See võimaldas meil tolmu kohta teada saada rohkem kui seni olnud võimalik."
Tulemused näitavad, et tolmu teke algab varsti pärast plahvatust ja jätkub pika aja jooksul.
Tolm moodustub algselt materjalist, mille täht väljus kosmosesse juba enne plahvatust. Seejärel toimub teine tolmu moodustumise laine, mis hõlmab supernoovast väljutatud materjali. Tolmuterad on siin massilised - ühe millimeetri läbimõõduga -, mis muudab need vastupidavaks kõigi järgmiste lööklainete suhtes.
“Kui täht plahvatab, tabab lööklaine tihedat gaasipilvi nagu telliskivisein. See kõik on gaasilises vormis ja uskumatult kuum, kuid kui purse „seinale“ jõuab, pressitakse gaas kokku ja jahutatakse umbes 2000 kraadini, “ütles Gall. Sellel temperatuuril ja tihedusel võivad elemendid tuumada ja moodustada tahkeid osakesi. Mõõtsime ühe mikroni (millimeetri tuhandik millimeetri) ümber umbes tolmu, mis on kosmilise tolmu terade jaoks suur. Nad on nii suured, et suudavad oma edasise teekonna galaktikasse üle elada. ”
Kui tolmu tootmine SN2010jl-s järgib jätkuvalt täheldatud suundumust, on 25 aasta jooksul pärast supernoova plahvatust tolmu kogumassil pool Päikese massist.
Tulemused on avaldatud ajakirjas Nature ja need on allalaadimiseks saadaval siit. Saadaval on ka Niels Bohri Instituudi pressiteade ja ESO pressiteade.
