У всесвіті існують мільярди зірок і планет. І якщо зірка являє собою палаючу сферу газу, то планети, такі як Земля, складені з твердих елементів. Планети формуються в хмарах пилу, які циркулюють навколо недавно сформувалася зірки. У свою чергу, зерна цього пилу складені з таких елементів, як вуглець, кремній, кисень, залізо і магній. Але звідки ж частинки космічного пилу беруться? У новому дослідженні, проведеному в Інституті Нільса Бора в Копенгагені, показано, що зерна пилу можуть не тільки сформуватися в гігантських вибухах наднових, вони можуть так само пережити наступні ударні хвилі різних вибухів, які впливають на пил.
Комп'ютерне зображення того, як формується космічний пил при вибухах наднових зірок. Джерело: ESO / M. Kornmesser
Те, як космічний пил була сформована, довго було таємницею для астрономів. Самі по собі елементи пилу утворюються в палаючому водневому газі в зірках. Атоми водню з'єднуються один з одним у все більш і більш важкі елементи. В результаті цього зірка починає випускати випромінювання у вигляді світла. Коли весь водень буде вичерпаний і не вийде більше витягувати енергію, зірка вмирає, а її оболонка відлітає в космічний простір, яка формує різні туманності, в яких знову можуть народжуватися молоді зірки. Важкі елементи формуються, перш за все, в наднових, прабатьками яких є масивні зірки, що гинуть в гігантському вибуху. Але як поодинокі елементи злипаються разом щоб сформувати космічний пил - залишалося загадкою.
«Проблема полягала в тому, що навіть якщо б пил формувалася разом з елементами при вибухах наднових зірок, саме по собі ця подія таке сильне, що ці дрібні зерна просто не мали вижити. Але космічний пил існує, причому її частинки можуть бути абсолютно різних розмірів. Наше дослідження проливає світло на цю проблему », - професор Йенс Хйорт, глава центру Темної космології в Інституті Нільса Бора.
У дослідженнях космічного пилу вчені спостерігають за надновими за допомогою астрономічного інструменту X-shooter, встановленого на комплексі Дуже великий телескоп (VLT) в Чилі. Він володіє дивовижною чутливістю, а три спектрографа, що входять до його складу. можуть спостерігати весь світловий діапазон відразу, від ультрафіолетового та видимого до інфрачервоного. Хйорт пояснює, що спочатку вони очікували появи «правильного» вибуху наднової зірки. І ось, коли це сталося, почалася кампанія по її спостереженням. Видимий зірка була надзвичайно яскравою, в 10 разів яскравіше зазвичай середньої наднової, а її маса була в 40 разів більше сонячної. Всього спостереження за зіркою зайняло у дослідників два з половиною роки.
«Пил поглинає світло, а користуючись нашими даними ми змогли обчислити функцію, яка могла б нам розповісти про кількість пилу, її склад і розмір зерен. В результати ми виявили дійсно щось захоплююче », - Кріста Гол.
Перший крок на шляху формування космічного пилу - міні вибух, в якому зірка викидає в космос матеріал, що містить водень, гелій і вуглець. Це газова хмара стає своєрідною раковиною навколо зірки. Ще трохи подібних спалахів і раковина стає щільніше. Нарешті, зірка вибухає, і щільне газова хмара повністю огортає її ядро.
Таким чином, вчені вважають, що знайшли відповідь на питання про те, як формується і живе космічний пил.