Alam Semesta penuh dengan debu kosmik. Planet terbentuk di awan debu yang berpusing di sekitar bintang muda; Jalur habuk menyembunyikan bintang yang lebih jauh di Bima Sakti di atas kita; Dan hidrogen molekul terbentuk pada butiran debu di ruang antara bintang.
Malah jelaga dari lilin sangat mirip dengan debu karbon kosmik. Kedua-duanya terdiri daripada biji-bijian karbon silikat dan amorf, walaupun ukuran butiran dalam jelaga adalah 10 atau lebih kali lebih besar daripada ukuran butiran biasa di ruang angkasa.
Tetapi dari mana asalnya habuk kosmik?
Sekumpulan ahli astronomi dapat mengikuti debu kosmik yang dihasilkan selepas letupan supernova. Penyelidikan baru itu bukan sahaja menunjukkan bahawa butiran debu terbentuk dalam letupan besar ini, tetapi juga dapat bertahan dari gelombang kejutan berikutnya.
Bintang pada mulanya menarik tenaga mereka dengan menyatukan hidrogen ke helium jauh di dalam teras mereka. Tetapi akhirnya bintang akan kehabisan bahan bakar. Selepas fizik yang sedikit berantakan, inti yang dikontrak bintang akan mula menyatu helium menjadi karbon, sementara cangkang di atas teras terus menyatu hidrogen menjadi helium.
Corak ini berterusan untuk bintang berjisim sederhana hingga tinggi, mewujudkan lapisan pembakaran nuklear yang berbeza di sekitar teras bintang. Oleh itu, kitaran kelahiran dan kematian bintang terus menghasilkan dan menyebarkan unsur-unsur yang lebih berat sepanjang sejarah kosmik, menyediakan bahan yang diperlukan untuk debu kosmik.
"Masalahnya adalah bahawa walaupun butiran debu yang terdiri dari unsur-unsur berat akan terbentuk dalam supernova, letupan supernova begitu ganas sehingga butiran debu mungkin tidak dapat bertahan," kata pengarang bersama Jens Hjorth, ketua Pusat Kosmologi Gelap di Niels Bohr Institut dalam siaran akhbar. "Tetapi butiran kosmik dengan ukuran yang besar memang ada, jadi misterinya adalah bagaimana mereka terbentuk dan bertahan dari gelombang kejutan berikutnya."
Pasukan yang diketuai oleh Christa Gall menggunakan Teleskop Sangat Besar ESO di Balai Cerap Paranal di utara Chile untuk memerhatikan supernova, yang dijuluki SN2010jl, sembilan kali dalam beberapa bulan selepas letupan, dan untuk kesepuluh kali 2.5 tahun selepas letupan. Mereka memerhatikan supernova pada panjang gelombang inframerah yang kelihatan dan dekat.
SN2010jl 10 kali lebih terang daripada supernova purata, menjadikan bintang yang meletup 40 kali jisim Matahari.
"Dengan menggabungkan data dari sembilan set pengamatan awal, kami dapat melakukan pengukuran langsung pertama mengenai bagaimana debu di sekitar supernova menyerap warna cahaya yang berbeza," kata penulis utama Christa Gall dari Universiti Aarhus. "Ini memungkinkan kami untuk mengetahui lebih banyak mengenai debu daripada yang mungkin sebelumnya."
Hasilnya menunjukkan bahawa pembentukan debu bermula sejurus selepas letupan dan berterusan dalam jangka masa yang panjang.
Debu pada mulanya terbentuk dalam bahan yang bintang itu dikeluarkan ke angkasa sebelum ia meletup. Kemudian gelombang debu pembentukan kedua berlaku, melibatkan bahan yang dikeluarkan dari supernova. Di sini butiran debu besar - seperseribu milimeter - menjadikannya tahan terhadap gelombang kejutan berikut.
“Ketika bintang meletup, gelombang kejut menerpa awan gas yang padat seperti dinding bata. Semuanya dalam bentuk gas dan sangat panas, tetapi apabila letusan menyentuh 'dinding' gas akan dimampatkan dan menyejuk hingga sekitar 2.000 darjah, "kata Gall. “Pada suhu dan elemen ketumpatan ini dapat berinti dan membentuk zarah pepejal. Kami mengukur butiran debu sebesar satu mikron (seperseribu milimeter), yang besar untuk butiran debu kosmik. Mereka sangat besar sehingga mereka dapat bertahan dalam perjalanan mereka ke galaksi. "
Sekiranya pengeluaran debu di SN2010jl terus mengikuti aliran yang diperhatikan, menjelang 25 tahun selepas letupan supernova, jumlah jisim debu akan mempunyai separuh jisim Matahari.
Hasilnya telah diterbitkan di Nature dan boleh dimuat turun di sini. Siaran akhbar Niels Bohr Institute dan siaran akhbar ESO juga ada.
