Sisa supernova yang berdebu. Klik untuk membesarkan
Sisa supernova di Awan Magellan Kecil hanya berusia 1,000 tahun; menjadikannya antara yang termuda yang pernah ditemui. Teori terkini mengenai supernova meramalkan bahawa ia harus mempunyai 100 kali debu yang dapat dikesan oleh ahli astronomi. Ada kemungkinan gelombang kejutan supernova menghalang pembentukan debu, atau sejumlah besar debu yang lebih sejuk belum pernah dilihat oleh instrumen inframerah.
Salah satu sisa supernova termuda yang diketahui, bola debu merah yang menyala yang dihasilkan oleh letupan 1.000 tahun yang lalu bintang supermasif di galaksi berdekatan, Awan Magellan Kecil, menunjukkan masalah yang sama dengan bintang yang meletup di galaksi kita sendiri: terlalu sedikit habuk .
Pengukuran terkini oleh University of California, Berkeley, ahli astronomi menggunakan kamera inframerah di atas Teleskop Angkasa Spitzer NASA menunjukkan, paling banyak, seratus jumlah habuk yang diramalkan oleh teori-teori semasa supernova keruntuhan teras, hampir tidak banyak jisim planet dalam sistem suria .
Perbezaan tersebut memberi cabaran kepada para saintis yang berusaha memahami asal-usul bintang di alam semesta awal, kerana debu yang dihasilkan terutamanya dari bintang yang meletup dipercayai dapat menghasilkan pembentukan bintang generasi baru. Walaupun sisa-sisa bintang meletup supermasif di galaksi Bima Sakti juga menunjukkan debu yang lebih sedikit daripada yang diramalkan, para astronom berharap supernova di Awan Magellan Kecil yang tidak berkembang lebih sesuai dengan model mereka.
"Sebilangan besar karya sebelumnya hanya tertumpu pada galaksi kita kerana kita tidak mempunyai ketetapan yang cukup untuk melihat galaksi lain," kata ahli astrofizik Snezana Stanimirovic, rakan penyelidikan di UC Berkeley. "Tetapi dengan Spitzer, kami dapat memperoleh pengamatan resolusi tinggi dari Awan Magellan Kecil, yang berjarak 200.000 tahun cahaya. Kerana supernova di Awan Magellan Kecil mengalami keadaan yang serupa dengan yang kita harapkan untuk galaksi awal, ini adalah ujian unik pembentukan debu di alam semesta awal. "
Stanimirovic melaporkan penemuannya dalam pembentangan dan taklimat akhbar hari ini (Selasa, 6 Jun) pada pertemuan Persatuan Astronomi Amerika di Calgary, Alberta, Kanada.
Stanimirovic berspekulasi bahawa perbezaan antara teori dan pemerhatian boleh berlaku akibat sesuatu yang mempengaruhi kecekapan di mana unsur-unsur berat mengembun menjadi debu, dari kadar pemusnahan debu yang jauh lebih tinggi dalam gelombang kejutan supernova yang bertenaga, atau kerana ahli astronomi kehilangan sejumlah besar yang lebih sejuk habuk yang dapat disembunyikan dari kamera inframerah.
Penemuan ini juga menunjukkan bahawa tempat alternatif pembentukan debu, khususnya angin kencang dari bintang besar, mungkin menjadi penyumbang penting kepada kolam debu di galaksi primordial daripada supernova.
Bintang besar - iaitu bintang yang 10 hingga 40 kali lebih besar daripada matahari kita - dianggap akan mengakhiri hidup mereka dengan keruntuhan teras mereka yang besar yang menghancurkan lapisan luar bintang, memuntahkan unsur-unsur berat seperti silikon, karbon dan besi dalam mengembang awan sfera. Debu ini dianggap sebagai sumber bahan untuk pembentukan generasi baru bintang dengan unsur-unsur yang lebih berat, yang disebut "logam," selain gas hidrogen dan helium yang jauh lebih banyak.
Stanimirovic dan rakan-rakannya di UC Berkeley, Harvard University, California Institute of Technology (Caltech), Boston University, dan beberapa institusi antarabangsa membentuk kolaborasi yang disebut Spitzer Survey of the Small Magellanic Cloud (S3MC). Kumpulan ini memanfaatkan resolusi teleskop Spitzer yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mengkaji interaksi di galaksi antara bintang besar, awan debu molekul dan persekitarannya.
Menurut Alberto Bolatto, rakan penyelidikan di UC Berkeley dan penyelidik utama projek S3MC, "Awan Magellanik Kecil adalah seperti makmal untuk menguji pembentukan debu di galaksi dengan keadaan yang jauh lebih dekat dengan galaksi di alam semesta awal."
"Sebilangan besar radiasi yang dihasilkan oleh sisa-sisa supernova dipancarkan di bahagian inframerah spektrum," kata Bryan Gaensler dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian di Cambridge, Mass. "Dengan Spitzer, kita akhirnya dapat melihat seperti apa sebenarnya objek-objek ini . "
Disebut galaksi tidak teratur kerdil, Awan Magellan Kecil dan pendampingnya, Awan Magellan Besar, mengorbit Bima Sakti yang jauh lebih besar. Ketiga-tiganya berumur sekitar 13 bilion tahun. Selama bertahun-tahun, Bima Sakti telah mendorong dan menarik galaksi satelit ini, mewujudkan pergolakan dalaman yang mungkin bertanggungjawab untuk kadar pembentukan bintang yang lebih perlahan, dan dengan itu evolusi yang perlahan yang menjadikan Awan Magellan Kecil kelihatan seperti galaksi yang jauh lebih muda yang dilihat lebih jauh.
"Galaksi ini benar-benar memiliki masa lalu yang liar," kata Stanimirovic. Namun demikian, "kandungan debu dan banyaknya unsur-unsur berat di Awan Magellan Kecil jauh lebih rendah daripada di galaksi kita," katanya, "sementara medan radiasi antar bintang dari bintang lebih kuat daripada di galaksi Bima Sakti . Semua elemen ini terdapat di alam semesta awal. "
Berkat pemerhatian selama 50 jam dengan Spitzer Infrared Array Camera (IRAC) dan Multiband Imaging Photometer (MIPS), pasukan tinjauan S3MC menggambarkan bahagian tengah galaksi pada tahun 2005. Dalam satu gambar itu, Stanimirovic melihat gelembung sfera merah yang dia mendapati sesuai dengan sumber sinar-X yang kuat yang diamati sebelumnya oleh satelit Observatorium X-ray Chandra NASA. Bola ternyata menjadi sisa supernova, 1E0102.2-7219, yang banyak dipelajari selama beberapa tahun terakhir dalam jalur optik, sinar-X dan radio, tetapi belum pernah dilihat di inframerah.
Sinaran inframerah dipancarkan oleh objek hangat, dan sebenarnya, radiasi dari sisa supernova, yang dapat dilihat hanya dalam satu jalur panjang gelombang, menunjukkan bahawa gelembung debu berusia 1000 tahun hampir sama dengan 120 Kelvin, bersamaan dengan 244 darjah Fahrenheit di bawah sifar. E0102, antara ketiga termuda dari sisa-sisa supernova yang diketahui, mungkin disebabkan oleh letupan bintang 20 kali lebih besar dari sinar matahari, dan puing-puing telah berkembang sekitar 1.000 kilometer per saat (2 juta batu per jam) sejak itu.
Data inframerah memberi peluang untuk melihat apakah generasi bintang terdahulu - yang mempunyai banyak logam berat - sesuai dengan teori pembentukan debu semasa dalam bintang yang meletup. Malangnya, jumlah habuk - hampir seperseribu jisim Matahari - sekurang-kurangnya 100 kali lebih sedikit daripada yang dijangkakan, serupa dengan keadaan dengan sisa supernova Cassiopeia A yang terkenal di Bima Sakti.
Pasukan S3MC merancang pemerhatian spektroskopi masa depan dengan teleskop Spitzer yang akan memberikan maklumat mengenai komposisi kimia butiran debu yang terbentuk dalam letupan supernova.
Karya ini ditaja oleh Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara dan Yayasan Sains Nasional.
Laboratorium Jet Propulsion NASA di Pasadena, Calif., Menguruskan misi Teleskop Angkasa Spitzer untuk Direktorat Misi Sains NASA, yang berpusat di Washington, D.C. Operasi sains dijalankan di Pusat Sains Spitzer di Caltech, juga di Pasadena. JPL adalah bahagian Caltech.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Berkeley
