Pressemeddelelse

Danske astronomer er med til at opklare et støvet mysterium

Nye observationer med VLT afslører hvordan stjernestøv dannes omkring en supernova

9. juli 2014

Det er lykkedes at følge, hvordan stjernestøv dannes efter en supernovaeksplosion - mens det sker. For første gang har en gruppe astronomer vist, at disse kosmiske støvfabrikker danner støvkornene i to trin. Det starter lige efter eksplosionen, og så fortsætter det i årevis bagefter. Forskergruppen brugte ESOs Very Large Telescope (VLT) i det nordlige Chile til at undersøge lyset fra supernovaen SN2010jl, mens det langsomt svandt. De nye resultater er offentliggjort i tidsskriftet Nature for 9. juli 2014.

Det er stadig et mysterium, hvor det kosmiske støv i galakserne stammer fra [1]. Astronomerne ved, at supernovaer kan være den vigtigste støvkilde, især i Universets tidlige dage, men det er stadig ikke klart hvordan og hvor støvkornene dannes og vokser sig store. Det er også usikkert hvordan kornene undgår at gå til grunde i det brutale miljø, som hersker i en galakse, hvor der sker stjernedannelse. Nu løftes sløret for første gang via observationer foretaget med ESOs VLT på Paranalobservatoriet i det nordlige Chile.

Et internationalt hold brugte X-shooter spektrografen til at observere en supernova med betegnelsen SN2010jl ni gange i månederne efter eksplosionen, og så en tiende gang 2 1/2 år efter. Observationerne blev foretaget både i synligt lys og i nær-infrarødområdet[2]. Den usædvanligt klare supernova skyldes, at en tung stjerne døde i den lille galakse UGC 5189A.

"Vi kombinerede data fra ni tidligere sæt observationer, og kunne dermed foretage de første direkte målinger af, hvordan støv omkring en supernova opsluger forskellige farver lys", siger hovedforfatteren til artiklen, Christa Gall fra Aarhus Universitet. "Det gjorde os i stand til at finde ud af mere om støvet, end det hidtil har været muligt."

Holdet opdagede, at støvdannelsen starter tidligt efter supernovaeksplosionen, og fortsætter i lang tid derefter. De nye målinger afslørede også hvor store støvkornnene er, og hvad de består af. De nye opdagelser bringer vores viden et skridt videre end andre nye resultater opnået med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), hvor man først opdagede, at en relativt ny supernovarest fra den berømte supernova SN1987A er fyldt med støv. (se pressemeddelelse eso1401).

Støvkorn større end en tusindedel millimeter dannes hurtig i det tætte stof, som omgiver stjerneeksplosionen. Selvom det er småt sammenlignet med hvad vi møder til hverdag, er det meget for kosmisk støv, og det er den store størrelse, som gør kornene i stand til at overleve de voldsomme forhold omkring stjernen. Det var netop et af de åbne spørgsmål i ALMA-artiklen hvordan støvet kunne overleve disse forhold, men nu er problemet opklaret - støvkornene er større end forventet.

"Det, at vi har opdaget store støvkorn kort tid efter en supernovaeksplosion betyder, at der må eksistere en hurtig og effektiv måde at danne dem på", siger medforfatter Jens Hjort fra Niels Bohr Institutet ved København Universitet, og han fortsætter: "Vi ved ikke præcist hvordan det sker".

Men astronomerne mener, at de ved hvor det nye støv må være dannet: I det stof, som stjernen slynger ud i rummet i tiden før den eksploderer. Ved supernovaeksplosionen sender stjernen en chokbølge udad, og den danner en kold, tæt gasskal - præcis det miljø, hvor støvkorn kan dannes og gro.

Resultater fra observationerne viser, at i andet trin - efter adskillige hundrede dage - vil der forekomme en forøget dannelse af støv, fordi der kommer mere materiale fra supernovaen. Hvis støvproduktionen i SN2010jl fortsætter i den samme tendens, vil den totale mængde støv efter 25 år være omkring det halve af Solens masse, og det svarer til de støvmængder, som er observeret ved andre supernovaer som for eksempel SN1987A.

"Tidligere har astronomerne set masser af støv i supernovarester, men de har også fundet tegn på, at små mængder støv blev dannet i selve eksplosionen. De nye observationer forklarer denne tilsyneladende modstrid," slutter Christa Gall.

Noter

[1] Kosmisk støv består af silikater og amorfe kulstofkorn - det er mineraler, som også findes i store mængder på Jorden. Sod fra et stearinlys ligner meget det kosmiske kulstøv, selvom kornstørrelsen i soden er ti gange eller mere end hvad man ser ved kosmisk støv.

[2] Lys fra denne supernova blev først set i 2010, som det fremgår af navnet SN2010jl. Det er en type IIn supernova, som skyldes en voldsom eksplosion af en tung stjerne med en masse mindst otte gange Solens. "n" i betegnelsen betyder "narrow", altså snæver, og det hentyder til smalle linier i hydrogenspektret fra supernovaen. Linierne skyldes vekselvirkningen imellem det materiale, som udsendes fra supernovaeksplosionen og det materiale, som allerede omgiver stjernen.

Mere information

Forskningsresultaterne blev publiceret i tidsskiftet Nature 9. juli 2014 i en artikel med titlen “Rapid formation of large dust grains in the luminous supernova SN 2010jl”. Den er skrevet af C. Gall og flere medforfattere.

Holdet består af Christa Gall (Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, Observational Cosmology Lab, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Jens Hjort (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet), Darach Watson (Darach Watson (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet), 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, UK; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet; Department of Physics and Astronomy, University of Sheffield, UK), Ori Fox (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA), Giorgos Leloudas (The Oskar Klein Centre, Department of Physics, Stockholm University, Sweden; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet), Daniele Malesani (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet) and Avril C. Day-Jones (Departamento de Astronomia, Universidad de Chile, Chile).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 15 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er Europas partner i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden planlægges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop, som bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Artiklen fra Nature
• ALMA finder støvfabrik ved supernova (eng)
• Mere om X-Shooter
• Mere om VLT
• Pressemeddelelse fra Aarhus Universitet - med billeder af Christa Gall og Jens Hjort

Kontakter

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

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

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1421 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.