Cercetătorii NASA care folosesc telescopul spațial James Webb au făcut progrese majore în confirmarea sursei de praf din galaxiile timpurii.
Observațiile a două supernove de tip II, Supernova 2004et (SN 2004et) și Supernova 2017eaw (SN 2017eaw), au relevat cantități mari de praf în materia eliberată de fiecare dintre aceste obiecte. Masa descoperită de cercetători susține teoria conform căreia supernovele au jucat un rol cheie în furnizarea de praf în universul timpuriu.
Praful este un element de bază pentru multe obiecte cosmice, în special pentru planete.
Pe măsură ce praful de la stele pe moarte se răspândește prin spațiu, acesta răspândește elemente esențiale pentru nașterea următoarei generații de stele și a planetelor lor.
Zeci de ani astronomii au căutat o explicație pentru proveniența acestui praf.
O sursă semnificativă de praf cosmic ar putea fi supernovele – după ce steaua pe moarte explodează, gazul rămas se extinde și se răcește pentru a crea praf.
„Dovezile directe ale acestui fenomen au fost destul de neconvingătoare până în acest moment, capabilitățile noastre permițându-ne doar să studiem „norul” de praf dintr-o supernovă relativ apropiată – Supernova 1987A, la 170.000 de ani lumină distanță de Pământ”, a spus Melissa Shahbandeh, de la Universitatea Johns Hopkins și de la Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore. Ea este autoarea principală a cercetării. „Atunci când gazul se răcește suficient pentru a forma praf, praful respectiv este detectabil doar la lungimile de undă în infraroșu mijlociu, cu condiția să aveți suficientă sensibilitate.”, a completat cercetătoarea.
Pentru supernovele mai îndepărtate decât SN 1987A, cum ar fi SN 2004et și SN 2017eaw, ambele în NGC 6946 la aproximativ 22 de milioane de ani lumină distanță, acea combinație de acoperire a lungimii de undă și sensibilitate rafinată poate fi obținută numai cu MIRI (instrumentul cu infraroșu mijlociu) de la Webb.
Observațiile Webb reprezintă prima descoperire în studiul producției de praf din supernove de la detectarea prafului nou format în SN 1987A cu telescopul Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) cu aproape un deceniu în urmă.
Un alt rezultat deosebit de intrigant al studiului lor nu este doar detectarea prafului, ci și cantitatea de praf detectată în această etapă incipientă a vieții supernovei. În SN 2004et, cercetătorii au descoperit o cantitate de praf având o greutate de peste 5.000 de ori masa Pământului.
„Când te uiți peste calculele care ne arată cât de mult praf vedem în special în SN 2004et, acesta rivalizează cu măsurătorile din SN 1987A și este doar o fracțiune. Este cea mai mare masă de praf detectată în supernove de la SN 1987A”, a adăugat Ori Fox, conducătorul programului de la Institutul de Știință al Telescopului Spațial.
Observațiile au arătat astronomilor că galaxiile tinere și îndepărtate sunt pline de praf, dar aceste galaxii nu sunt suficient de vechi pentru ca stelele cu masă intermediară, precum Soarele, să fi furnizat praful pe măsură ce îmbătrânesc.
Mai multe stele masive, cu durată de viață scurtă, ar fi putut muri suficient de recent și în număr suficient de mare pentru a crea atât de mult praf.
În timp ce astronomii au confirmat că supernovele produc praf, întrebarea a persistat cu privire la cât de mult din acest praf poate supraviețui șocurilor interne care reverberează în urma exploziei.
Descoperirea acestei cantități de praf în această etapă a duratei de viață a SN 2004et și SN 2017eaw sugerează că praful poate supraviețui undei de șoc – dovada că supernovele sunt cu adevărat fabrici de praf importante până la urmă.
Cercetătorii notează, de asemenea, că estimările actuale ale masei pot fi considerate doar vârful aisbergului. În timp ce Webb le-a permis oamenilor de știință să măsoare praful mai rece, este posibil să existe praf nedetectat, mai rece, care radiază și mai mult în spectrul electromagnetic, care rămâne ascuns de straturile cele mai exterioare ale norului de praf.
Cercetătorii au subliniat că noile descoperiri sunt doar un indiciu al noilor capacități de cercetare a supernovelor și producția lor de praf folosind Webb și ce ne pot spune aceste date despre stelele de la care provin.
„Există un entuziasm din ce în ce mai mare de a înțelege ce implică existența acestui praf despre miezul stelei care a explodat. După ce analizează aceste descoperiri particulare, cred că toți colegii noștri cercetători se vor gândi la modalități inovatoare de a lucra cu aceste supernove „prăfuite” în viitor”, a menționat Fox.
SN 2004et și SN2017eaw sunt primele dintre cele cinci ținte incluse în acest program. Observațiile au fost finalizate ca parte a programului Webb General Observer 2666. Lucrarea a fost publicată în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society pe 5 iulie.
Telescopul spațial James Webb este cel mai important observator spațiale din lume. Webb va rezolva misterele sistemului nostru solar, va privi dincolo de lumi îndepărtate din jurul altor stele și va sonda structurile și originile misterioase ale universului nostru și locul nostru în el. Webb este un program internațional condus de NASA cu partenerii săi, ESA (Agenția Spațială Europeană) și CSA (Agenția Spațială Canadiană).
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
