이미지 크레디트 : 허블
Nature 지에 게재 된 새로운 기사는 우주에서 가장 오래된 고체 입자에 대한 오랜 미스터리를 해결하는 데 도움이됩니다. 과거에는 뜨거운 먼지가 발견되었지만 지금까지 차가운 먼지는 거의 보이지 않았습니다. 초신성은 나중에 행성, 암석 및 사람을 형성하는 먼지를 생성하는 데 매우 효율적인 것으로 보입니다.
우리는 방금 일부 초신성이 나쁜 습관을 가지고 있음을 발견했습니다. 우주 먼지라고 알려진 엄청난 양의 연기를 배출합니다. 이것은 우주 먼지의 기원에 대한 오랜 미스터리를 해결하고 별을 폭발시키고있는 초신성이 우주에서 최초의 고체 입자를 생성하는 데 책임이 있음을 시사합니다.
주요한 용의자
초신성은 인생의 마지막에 일어나는 별들의 격렬한 폭발입니다. 갤럭시에서 약 50 년마다 발생하며 Ia와 II의 두 가지 주요 유형이 있습니다. II 형은 태양의 질량 (Msun)의 8 배보다 큰 질량을 가진 매우 거대한 별들의 폭발입니다. 이 별들은 태양이 연료를 태우는 것보다 수천 배나 빠른 수백만 년 만에 수소와 헬륨 연료를 사용하는 '빠르게 죽습니다'. 연료 공급이 소진되면 별은 중성자 별 또는 블랙홀을 형성하기 위해 별의 내부 부분이 붕괴되어 중성자 별 또는 블랙홀을 형성 할 수 없을 때까지 더 무겁고 무거운 요소를 태워야합니다. 대격변에서 우리는 초신성을 부릅니다. 막대한 폭발은 주변 가스를 X- 선, 광학 및 무선 파장에서 빛나고 은하계를 통해 충격파를 보내는 껍질로 휩쓸립니다. 초신성은 태양이 평생 생산하는 것보다 단일 순간에 더 많은 에너지를 방출합니다. 가장 가까운 거대한 별인 별자리 오리온의 베텔게우스가 초신성을 보려고한다면 보름달보다 밝게 빛날 것입니다.
우주 연기 화면
성간 먼지는 별 사이의 공간에 떠 다니는 작은 고체 물질로 구성되며 일반적으로 담배 연기의 크기와 비슷합니다. 그것은 우리가 집에서 청소하는 먼지와 같지 않으며, 실제로 지구는 거대한 우주 먼지 덩어리입니다! 그것은 별과 은하에서 방출되는 모든 빛의 약 절반을 차단하고 우주에 대한 우리의 견해에 크게 영향을 미칩니다. 천문학 자들은 적외선 (IR : 10 – 100 미크론)과 서브 밀리미터에서 더 긴 파장에서 작동하도록 설계된 특수 카메라를 사용하여 도난 된 별빛을 발산하는 먼지를 볼 수 있기 때문에이 '먼지가있는'구름에는 은색 안감이 있습니다. sub-mm : 0.3 – 1mm) 전자기 스펙트럼의 일부. 그러한 카메라 중 하나는 SCUBA라고하며 하와이의 James Clerk Maxwell Telescope에 있습니다. SCUBA는 mm 이하의 파장에서 광파를 감지하고 가장 먼 별과 은하가있는 곳까지 먼지를 바로 볼 수있는 영국식 계측기입니다.
더스티 시작
SCUBA에 대한 최근의 관찰에 따르면 우주가 지구와 태양계가 형성되기 훨씬 전에 우주가 현재 시대의 1/10에 불과할 때 은하와 퀘이사에 엄청난 양의 먼지가 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 먼 우주에이 모든 먼지가 존재하면 천문학 자들이 거대한 광학 망원경으로 볼 수있는 것에 큰 영향을 미칩니다. 먼 은하에서 탈출하여 지구에서 볼 수있는 별빛의 양을 제한하기 때문입니다.
초기에 우주에 너무 많은 고체 입자가 있었기 때문에 천문학 자들은 먼지가 주로 생명의 끝 근처에있는 붉은 거대 별의 시원한 바람에 형성된다고 믿었 기 때문에 천문학 자에게는 큰 놀라움이었습니다. 별이 진화 단계에서이 단계에 도달하는 데 시간이 오래 걸리기 때문에 (태양은 약 90 억 년이 걸릴 것입니다) 이렇게 많은 먼지가 쌓일 시간이 충분하지 않았습니다.
``먼저 우주 카펫 아래에 휩쓸려 왔습니다. 천문학 자들은 별에서 빛을 숨기는 방식 때문에 그것을 천재로 취급했습니다. 그러나 우리는 우주의 가장자리, 가장 초기의 별과 은하에 먼지가있는 것을 발견했으며, 우리는 심지어 우리의 기본 기원조차도 무지하다는 것을 깨달았습니다.”Dunne 박사는 설명했다.
초신성은 또한 탄소와 산소와 같은 많은 양의 무거운 원소를 만들어서 성간 공간에 버립니다. 이것들은 우리 몸을 구성하는 요소이며, 먼지 입자를 구성하는 요소이기 때문에 초신성은 우주 먼지의 기원에 대한 수수께끼의 주된 용의자였습니다. 가장 큰 별들이 인생의 끝에 도달하고 초신성으로 폭발하는 데 불과 수백만 년이 걸리기 때문에, 그들은 초기 우주에서 보이는 것을 설명하기에 충분히 빨리 먼지를 만들 수 있습니다. 그러나이 팀이 작업 할 때까지 초신성에서 소량의 먼지 만 발견되었습니다. 천문학 자에게는 흡연 총이 있지만 '연기'는 남지 않았습니다.
카디프의 박사 과정생 인 헤일리 모건 (Haley Morgan)은``초신성이 효율적인 먼지 '공장'이라면 먼지에서 태양보다 더 많은 양을 생산할 것 "이라고 말했다.
로열 천문대 에든버러 (Royal Observatory Edinburgh)의 로브이 비슨 (Rob Ivison) 박사는``천체 표준에 의해 눈이 번쩍이는 거대한 별들이 초신성이되도록 진화함에 따라 그들은 왜 초기 우주가 그렇게 먼지처럼 보이는지 쉽게 설명 할 수 있었다.
초신성 슬 루스
카디프 (Cardiff)와 에든버러 (Edinburgh)의 팀은 SCUBA를 사용하여 최근 초신성의 잔해에서 먼지의 방출을 찾았습니다. 카시오페이아 A는 약 320 년 전에 일어난 초신성의 잔재입니다. 그것은 지구에서 11,000 광년 떨어진 별자리 카시오페이아에 위치하고 있으며 약 10 광년입니다. Cas A는 하늘에서 가장 밝은 무선 소스이므로 광학에서 X 선까지 다양한 파장에서 잘 연구됩니다. 아래 이미지는 X- 레이, 광학, 적외선 및 라디오에서 Cas A를 보여줍니다. X- 선은 실제로 뜨거운 가스 (천만 켈빈)를 따르며 다른 파장은 10,000도 (광), 100K (IR)의 뜨거운 먼지 및 고 에너지 전자 (라디오)에서 재료를 추적합니다.
천문학 자들은 수십 년 동안 초신성 잔해에서 먼지를 찾고 있었지만, 위의 ISO 적외선 이미지에서와 같이 매우 따뜻한 먼지 만 감지 할 수있는 도구를 사용했습니다. SCUBA는 매우 추운 먼지를 볼 수 있기 때문에 이점이 있습니다. 이는 더 낮은 서브 -mm 파장에서 작동하기 때문입니다.
'화재 중에있을 때만 철 포커를 볼 수있는 것과 같은 방식으로, 약 25 켈빈보다 따뜻할 때 적외선 카메라로 먼지를 볼 수 있지만 스쿠바는 더 추울 때도 볼 수 있습니다' Cardiff University의 천체 물리학 리더 인 Steve Eales 박사를 설명했습니다.
찬 하드 증거
스쿠버는 Cas A 잔재물에서 태양의 질량보다 1-4 배 많은 양의 먼지를 발견했습니다! 이것은 이전에 보았던 것보다 1,000 배 이상입니다. 이는 Cas A가 사용 가능한 요소에서 먼지를 생성하는 데 매우 효율적임을 의미합니다. 먼지의 온도는 18 켈빈 (-257도)에 불과하여 매우 낮습니다. 아래는 SCUBA로 촬영 한 850 및 450 미크론에서 Cas A의 두 개의 서브 mm 이미지입니다. 왼쪽 이미지가 위의 라디오와 약간 비슷하다는 것을 알 수 있습니다. 이는 라디오 이미지를 만드는 고 에너지 전자가 약간 더 짧은 파장에서 일부 에너지를 방출하기 때문입니다. 서브 미크 방출은 850microns입니다. 중간 이미지는 오염이 훨씬 더 낮은 450 미크론에 있으며,이 방출의 대부분은 차가운 먼지에서 발생합니다. 오염을 제거하면 다른 그림이 나타납니다 (오른쪽). 모든 먼지가 잔재의 아래쪽 절반에 나타나고 두 개의 하위 mm 이미지가 훨씬 더 비슷해 보입니다!
무선 오염이없는 850 마이크론
'수수께끼는 엑스레이 방사선으로부터 백만도 이상 존재하는 가스가 있다는 것을 알 때 먼지가 너무 차갑게 유지되는 방법이다.'라고 물리학과 천문학 부장 인 Mike Edmunds 교수는 말했다. 카디프.
먼지는 또한 은하수와 다른 은하계의 '일상'종류의 먼지와는 다른 특성을 가지고 있습니다. 아마도 아주 젊고 상대적으로 깨끗하지 않기 때문에 서브 mm에서 '빛나게'하는 것이 좋습니다. 만약 모든 초신성이 먼지를 만드는 데 효율적이라면, Galaxy에서 가장 큰 먼지 '공장'이 될 것입니다. 흡연 초신성은 초기 우주에서 볼 수있는 엄청난 양의 먼지의 신비에 대한 해결책을 제공합니다.
헤일리 모건 (Haley Morgan)은“이러한 관측 결과는 우주에서 최초의 고체 입자가 어떻게 만들어 졌는지를 엿볼 수있게 해 준다”고 말했다.
원본 출처 : Cardiff University News Release
