Dowiedz się więcej o supernowych poprzez pył gwiezdny

Większość różnorodnych pierwiastków we wszechświecie pochodzi z supernowych. Jesteśmy, całkiem dosłownie, zbudowani z pyłu tych dawno martwych gwiazd i innych procesów astrofizycznych. Ale szczegóły tego, jak do tego dochodzi, są czymś, co astronomowie starają się zrozumieć.

W jaki sposób różne izotopy wytwarzane przez supernowe napędzają ewolucję układów planetarnych? Spośród różnych typów supernowych, które odgrywają największą rolę w tworzeniu obfitości pierwiastków, które obserwujemy dzisiaj? Jednym ze sposobów, w jaki astronomowie mogą zbadać te pytania, jest przyjrzenie się ziarnom przedsłonecznym.

Są to ziarna pyłu powstałe na długo przed powstaniem słońca. Niektóre z nich zostały wyrzucone ze starszych układów, gdy gwiazda rozpaliła swój piec nuklearny i oczyściła swój układ z pyłu. Inne powstały z pozostałości supernowych i zderzeń gwiazd. Niezależnie od pochodzenia, każde ziarno przedsłoneczne ma unikalny izotopowy odcisk palca, który opowiada nam jego historię.

Przez dziesięciolecia mogliśmy badać jedynie ziarna przedsłoneczne znalezione w meteorytach, ale misje takie jak Stardust wychwytywały cząsteczki z komet, co dało nam bogatsze źródło badań. Obserwacje za pomocą radioteleskopów, takich jak ALMA, pozwalają astronomom przyjrzeć się stosunkom izotopów tych ziaren w miejscu ich powstania. Możemy teraz badać ziarna przedsłoneczne zarówno w laboratorium, jak i w kosmosie.

A nowe badanie przesłane do arXiv serwer preprint porównuje oba, koncentrując się na roli supernowych.

Odkryli, że fizyczne gromadzenie się ziaren przedsłonecznych będzie miało kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich pochodzenia. Na przykład supernowe typu II, znane również jako supernowe z zapadnięciem się jądra, wytwarzają tytan-44, który jest niestabilnym izotopem. W wyniku procesów rozkładu może to spowodować nadmiar wapnia-44 w ziarnach przedsłonecznych.

Ale ziarna odrzucone z młodych układów gwiezdnych również zawierają nadmiar wapnia-44. W pierwszym przypadku ziarna tworzą się z tytanem, który następnie rozpada się na wapń, natomiast w drugim przypadku ziarna tworzą się bezpośrednio z wapniem. Nie możemy ich rozróżnić, patrząc na stosunki izotopów. Zamiast tego musimy przyjrzeć się specyficznemu rozmieszczeniu wapnia-44 w ziarnie.

Zespół odkrył, że wykorzystując spektrometrię mas jonów wtórnych (NanoSIMS) w skali nano, udało się rozróżnić pochodzenie ziaren występujących w meteorytach. Podobne złożoności obserwuje się w przypadku izotopów krzemu i chromu.

Ogólnie rzecz biorąc, badanie dowodzi, że będziemy potrzebować znacznie więcej badań, aby poznać pochodzenie zebranych przez nas ziaren przedsłonecznych. Kiedy jednak lepiej zrozumiemy ziarna, które gromadzimy tutaj na Ziemi, powinno nam to pomóc w zrozumieniu głębszego zrozumienia sposobu, w jaki pierwiastki powstają w piecach jądrowych dużych gwiazd.