Kosmiczny pył może pomóc nam lepiej zrozumieć supernowe
Supernowe odpowiedzialne są za większość pierwiastków obecnych we wszechświecie. Naukowcy od dawna starają się jednak zrozumieć jakie supernowe mają największy wpływ na bogactwo pierwiastków, które obserwujemy dzisiaj. Kluczem do odpowiedzi na to pytanie są tzw. ziarna presolarne - mikroskopijne cząstki pyłu, które powstały przed narodzinami Słońca.
Ziarna presolarne to mikroskopijne cząstki pyłu, które uformowały się na długo przed powstaniem naszego Układu Słonecznego. Niektóre z nich zostały wyrzucone z układów gwiazdowych, gdy w ich centrach rozpoczęły się reakcje termojądrowe. Inne powstały z pozostałości po supernowych i kolizjach gwiazd. Każde takie ziarno ma unikalny ślad izotopowy, który opowiada swoją własną historię.
Skąd wziąć ziarna presolarne?
Przez dziesięciolecia badaliśmy ziarna presolarne znalezione w meteorytach, choć posiadamy także cząstki zdobyte z komety dzięki misji Stardust, która dostarczyła naukowcom bogaty materiał do badań.
Obserwacje z teleskopów radiowych umożliwiają natomiast analizę tych ziaren w ich miejscu występowania. Dzięki temu możemy badać te cząstki zarówno w laboratoriach, jak i w przestrzeni kosmicznej.
Jak rozróżnić pochodzenie ziaren presolarnych?
Nowe badania opublikowane na serwerze arXiv porównują analizy laboratoryjne z obserwacjami z teleskopów, skupiając się na roli supernowych w tworzeniu pierwiastków. Naukowcy doszli do wniosku, że fizyczne zbieranie ziaren presolarnych to podstawa do zrozumienia ich pochodzenia. Na przykład supernowe typu II produkują izotop tytanu-44, który jest niestabilny i przechodzi w wapń-44 poprzez procesy rozpadu. Ziarna wyrzucone z młodych systemów gwiazdowych również wykazują jednak nadmiar wapnia-44, ale w tym przypadku pojawia się on bezpośrednio podczas formowania się ziarna. Aby odróżnić te dwa scenariusze, naukowcy muszą analizować specyficzny rozkład wapnia-44 w cząstkach.
W tym celu wykorzystano technologię NanoSIMS, dzięki której udało się rozróżnić pochodzenie ziaren znalezionych w meteorytach. Żeby to zrobić, trzeba jednak posiadać te ziarna dostępne do analizy w laboratorium, gdyż sama analiza rozkładu izotopów z wykorzystaniem teleskopów radiowych to po prostu za mało.
Badanie ziaren presolarnych jest podstawą dla zrozumienia, jak pierwiastki tworzone są w wyniku reakcji termojądrowych w dużych gwiazdach. Im lepiej zrozumiemy ziarna zebrane na Ziemi, tym więcej dowiemy się o tworzeniu się pierwiastków w odległych supernowych.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
