World

‘Debu’ kosmik dari supernova mengisyaratkan bagaimana bintang dilahirkan


'Debu' kosmik dari supernova mengisyaratkan bagaimana bintang dilahirkan

Gambar kiri: Gambar mosaik SOFIA (154 mikron berwarna merah), Herschel (70 mikron berwarna hijau), dan Spitzer (24 mikron berwarna biru). Gambar kanan: Aliran medan magnet pada gambar SOFIA inframerah-jauh (154mikon). Kredit: SETI Institute

Penelitian baru mendeteksi polarisasi kuat dari sisa supernova muda. Ini memberikan bukti independen dan kuat bahwa debu kosmik di alam semesta awal terbentuk dalam supernova. Meskipun benar bahwa supernova mengeluarkan dan menghancurkan debu kosmik, pengamatan inframerah sekarang menunjukkan bahwa debu terbentuk pada tahap awal supernova. SOFIA HAWC+ (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy High-Resolution Airborne Wideband Camera Plus) Pengamatan pita D dari sisa supernova muda (SNR) Cassiopeia A (Cas A) menunjukkan polarisasi tinggi pada tingkat 5-30%. Polarisasi ini menunjukkan:

  • Emisi debu terpolarisasi yang terdeteksi dalam inframerah-jauh milik SNR, dan supernova adalah penghasil debu dalam jumlah besar (beberapa makalah, termasuk di Alamtelah menunjukkan debu hanya dari awan di garis pandang dan tidak ada debu dingin di Cas A)
  • Butir debu yang baru terbentuk di supernova berukuran besar dan memanjang daripada berbentuk bola
  • Butir silikat adalah debu dominan yang memiliki polarisasi yang kuat
  • Supernova adalah sumber debu penting di alam semesta awal

Dr. Jeonghee Rho, seorang ilmuwan peneliti di SETI Institute dan penulis utama penelitian ini, mengatakan bahwa emisi debu terpolarisasi milik SNR Cas A dan bukan emisi antarbintang acak. Mempelajari emisi inframerah jauh itu rumit karena ada di mana-mana di langit. Mencari emisi yang terkait dengan supernova sama dengan mencari jarum di tumpukan jerami. Pengamatan polarisasi menyoroti hal itu.

Penelitian ini merupakan kolaborasi dengan mahasiswa pascasarjana, Mr. Aravind Ravi, dan ilmuwan lain di University of Texas, Arlington, dan kolaborator di University of College London dan Cardiff University di Inggris, Ghent University di Belgia, Max Planck Institute di Jerman, dan Institut Astronomi dan Ilmu Antariksa Korea di Korea Selatan.

'Debu' kosmik dari supernova mengisyaratkan bagaimana bintang dilahirkan

Arah medan magnet ditunjukkan pada gambar inframerah-jauh (154mikon) SOFIA menggunakan Resolusi Tinggi Airborne Wideband Camera Plus (HAWC+) pada papan SOFIA. Kekuatan medan magnet di Cas A sangat kuat, 100 mili-Gauss disimpulkan oleh pengukuran polarisasi. Polarisasi relatif lemah di mana emisi inframerah jauh lebih kuat (berwarna coklat). Kredit: SETI Institute

Cassiopeia A adalah SNR yang relatif muda yang terletak di konstelasi Cassiopeia dan berjarak sekitar 11.000 tahun cahaya dari Bumi, dan cahayanya pertama kali mencapai Bumi pada sekitar tahun 1671 M. Ini juga merupakan SNR yang dipelajari dengan baik, menjadikannya target pengamatan yang ideal. HAWC+ SOFIA adalah kamera inframerah-jauh dan polarimeter pencitraan yang memungkinkan pencitraan fluks total dan terpolarisasi dalam lima panjang gelombang pita lebar. Peta polarisasi Cas A dilakukan pada 154 mikron (Band D). Dengan mengamati dengan instrumen ini, peneliti berharap untuk belajar:

  • Bagaimana medan magnet mengalir?
  • Jenis butiran debu apa yang ada?
  • Seberapa besar butiran debu?
  • Apa bentuk butiran debu?
  • Bagaimana debu sejajar dengan medan magnet?

Dengan memahami sifat-sifat butiran debu, para ilmuwan dapat lebih memahami sejarah pembentukan bintang dan evolusi alam semesta. Jangan bingung dengan debu kelinci yang bersembunyi di bawah tempat tidur, debu kosmik terdiri dari batu dan terbuat dari unsur-unsur seperti karbon, dan dalam hal ini, terutama silikat, dan berperan dalam bagaimana bintang dan planet terbentuk. Model teoritis sebelumnya menunjukkan bahwa pembentukan debu di supernova dapat menjelaskan keberadaan debu di alam semesta awal. Pertanyaan besarnya adalah apakah akan ada bukti pembentukan debu dalam jumlah yang cukup.

Polarisasi SOFIA di Cas A menggabungkan gambar Spitzer dan Herschel menyiratkan perkiraan medan magnet sekitar 100 mili-Gauss. Ini menempatkan Cas A sebagai salah satu sumber medan magnet terkuat. Penjajaran butir dalam ejecta supernova terjadi dengan medan magnet, dan polarisasi debu dapat melacak medan magnet dengan andal.

'Debu' kosmik dari supernova mengisyaratkan bagaimana bintang dilahirkan

Sementara polarisasi menunjukkan medan magnet yang ketat di pusat dan cangkang tenggara, fraksi polarisasi lebih tinggi di tempat antara dua struktur debu. Barat menunjukkan kurangnya polarisasi dan medan acak. Kredit: SETI Institute

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa butiran debu silikat adalah butiran yang dominan di Cas A. Hasil ini berarti karena tingkat kelangsungan hidup untuk debu silikat lebih tinggi daripada jenis debu lainnya, sehingga masih ada cukup debu di balik kejutan balik. Butir-butir lain yang ada dapat berupa debu yang mengandung besi, tetapi pengamatan atau simulasi panjang gelombang tambahan akan memberikan pemahaman yang lebih besar.

Banyaknya debu dari daerah terpolarisasi SNR menunjukkan bahwa supernova adalah penghasil debu yang signifikan di awal alam semesta. Massa debu dari daerah terpolarisasi (misalnya, tidak termasuk bagian barat) masih dua persepuluh massa matahari. Sebelumnya dilakukan dengan dekonvolusi spektrum. Data ini adalah konfirmasi independen bahwa produksi debu dari supernova penting sebagai produsen debu di alam semesta awal.

“Sangat mengecewakan bahwa misi SOFIA akan segera berakhir ketika kami melihat hasil yang menarik seperti ini,” kata Wakil Direktur Operasi Misi Sains SOFIA, Bernhard Schulz. “Saat ini tidak ada rencana untuk observatorium Inframerah Jauh lainnya, sehingga seluruh bidang astronomi akan terpengaruh.”

Karya ini membawa kita lebih dekat untuk memahami proses di alam semesta awal yang mengarah pada pembentukan bintang dan planet. Dengan mempelajari butiran lebih dalam dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb, para peneliti berharap dapat memahami komposisi debu dengan lebih baik.


Medan magnet di tulang filamen Bima Sakti G47


Informasi lebih lanjut:
Dr Rho akan mempresentasikan temuannya pada konferensi pers AAS dijadwalkan 10:15 PDT hari ini, 13 Juni.

Disediakan oleh SETI Institute

Kutipan: ‘Debu’ kosmik dari supernova mengisyaratkan bagaimana bintang lahir (2022, 13 Juni) diambil 14 Juni 2022 dari

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Artikel ini pertama kali tayang di situs phys.org

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button