Исследователи с помощью космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба добились значительных успехов в подтверждении источника пыли в ранних галактиках. Наблюдения за двумя сверхновыми типа II, сверхновыми 2004et (SN 2004et) и сверхновыми 2017eaw (SN 2017eaw), обнаружили большое количество пыли внутри выбросов каждого из этих объектов. Масса, найденная исследователями, подтверждает теорию о том, что сверхновые сыграли ключевую роль в поставках пыли для ранней Вселенной.
Пыль является строительным материалом для многих вещей во Вселенной, в том числе планет. Когда пыль от умирающих звезд распространяется в космосе, она несет необходимые элементы, чтобы помочь родить следующее поколение звезд и их планет. Откуда берется эта пыль, десятилетиями озадачивала астрономов. Одним из значительных источников космической пыли могут быть сверхновые звезды – после того, как умирающая звезда взрывается, ее остаточный газ расширяется и охлаждается, образуя пыль.
«Прямых доказательств этого явления к этому моменту было немного, поскольку наши возможности позволили нам на сегодняшний день изучить популяцию пыли лишь в одной сравнительно неподалеку от сверхновой 1987A, находящейся на расстоянии 170 000 световых лет от Земли», — сказала ведущий автор Мелисса Шахбанде из Университета Джонса Гопкинса и Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. «Когда газ охлаждается настолько, что образуется пыль, эту пыль можно обнаружить только в среднем инфракрасном диапазоне при достаточной чувствительности».
Для сверхновых, более удаленных, чем SN 1987A, таких как SN 2004et и SN 2017eaw, обе в NGC 6946 примерно в 22 миллионах световых лет от нас, такое сочетание охвата длиной волны и чрезвычайной чувствительности можно получить только с помощью MI Instrument) Вебба.
Наблюдение Вебба является первым прорывом в изучении образования пыли от сверхновых звезд после обнаружения новообразованной пыли в SN 1987A с помощью телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) почти десять лет назад.
Другим особо интригующим результатом их исследования является не просто обнаружение пыли, но и количество пыли, обнаруженной на этом раннем этапе жизни сверхновой. В SN 2004et исследователи обнаружили более 5000 земных масс пыли.
Наблюдения показали астрономам, что молодые отдаленные галактики полны пыли, но эти галактики недостаточно стары, чтобы звезды средней массы, такие как Солнце, снабжали пыль во время своего старения. Более массивные, короткоживущие звезды могли погибнуть довольно скоро и в достаточно большом количестве, чтобы образовать столько пыли.
Несмотря на то, что астрономы подтвердили, что сверхновые образуют пыль, вопрос о том, сколько этой пыли может выдержать внутренние толчки после взрыва, остается открытым. Увидев такое количество пыли на этой стадии жизни SN 2004et и SN 2017eaw, можно предположить, что пыль может выдержать ударную волну – доказательство того, что сверхновые действительно являются важными фабриками пыли.
Исследователи также отмечают, что текущие оценки массы могут быть вершиной айсберга. В то время как Вебб позволил исследователям измерить холодную пыль, чем когда-либо прежде, может существовать необнаруженная, более холодная пыль, которая излучает еще дальше в электромагнитный спектр, который остается закрытым внешними слоями пыли.
Исследователи подчеркнули, что новые открытия также являются лишь намеком на новые возможности исследования сверхновых звезд и их образование пыли с помощью Вебба, и это может сказать нам о звездах, из которых они возникли.
«Растет волнение, чтобы понять, что эта пыль также подразумевает ядро взорвавшейся звезды», — сказал Фокс. «Посмотрев на эти конкретные находки, я думаю, что наши коллеги-исследователи будут думать об инновационных способах работы с этими сверхновыми пылевыми в будущем».
SN 2004et и SN2017eaw являются первыми из пяти целей, включенных в это приложение. Наблюдения были завершены в рамках программы Webb General Observer 2666. Статья была опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 5 июля.
