الكون يفيض بالغبار الكوني. تتشكل الكواكب في سحب من الغبار تدور حول نجم شاب ؛ ممرات الغبار تخفي النجوم البعيدة في درب التبانة فوقنا ؛ ويتشكل الهيدروجين الجزيئي على حبيبات الغبار في الفضاء النجمي.
حتى السخام الناتج عن الشمعة يشبه إلى حد بعيد غبار الكربون الكوني. كلاهما يتكون من حبيبات الكربون سيليكات وغير متبلور ، على الرغم من أن حجم حبيبات السناج أكبر بعشر مرات أو أكثر من أحجام الحبوب النموذجية في الفضاء.
ولكن من أين يأتي الغبار الكوني؟
تمكنت مجموعة من علماء الفلك من متابعة الغبار الكوني الذي نشأ في أعقاب انفجار المستعر الأعظم. لا يظهر البحث الجديد فقط أن حبيبات الغبار تتشكل في هذه الانفجارات الضخمة ، ولكن يمكنها أيضًا النجاة من موجات الصدمة اللاحقة.
تقوم النجوم في البداية بسحب طاقتها عن طريق دمج الهيدروجين في الهيليوم في أعماق قلبها. ولكن في النهاية سينفد الوقود من النجم. بعد الفيزياء الفوضوية قليلاً ، سيبدأ قلب النجم المتعاقد في دمج الهيليوم في الكربون ، في حين تستمر قذيفة فوق القلب في دمج الهيدروجين في الهيليوم.
يستمر النمط للنجوم متوسطة إلى عالية الكتلة ، مما يخلق طبقات من حرق نووي مختلف حول قلب النجم. لذلك ، أنتجت دائرة ولادة النجوم والموت بشكل مطرد عناصر أكثر ثقلاً وتشتت عليها عبر التاريخ الكوني ، مما وفر المواد اللازمة للغبار الكوني.
قال المؤلف المشارك جينس هجورث ، رئيس مركز علم الكونيات الداكن في نيلز بور: "كانت المشكلة أنه على الرغم من أن حبيبات الغبار التي تتكون من عناصر ثقيلة ستتشكل في المستعرات الأعظمية ، فإن انفجار المستعر الأعظم شديد لدرجة أن حبيبات الغبار قد لا تصمد". المعهد في بيان صحفي. "لكن الحبوب الكونية ذات الحجم الكبير موجودة ، لذلك كان اللغز هو كيف تشكلت ونجت من موجات الصدمة اللاحقة."
استخدم الفريق بقيادة كريستا غال تلسكوب ESO's Very Large Telescope في مرصد بارانال في شمال تشيلي لمراقبة مستعر أعظم ، يطلق عليه اسم SN2010jl ، تسع مرات في الأشهر التالية للانفجار ، وللمرة العاشرة بعد 2.5 سنة من الانفجار. لاحظوا المستعر الأعظم في كل من الأطوال الموجية المرئية وشبه الحمراء.
كانت SN2010jl أكثر سطوعًا بعشر مرات من متوسط المستعر الأعظم ، مما جعل النجم المتفجر 40 ضعف كتلة الشمس.
قالت الكاتبة الرئيسية كريستا غال من جامعة آرهوس: "من خلال دمج البيانات من المجموعات التسعة الأولى من الملاحظات ، تمكنا من إجراء أول قياسات مباشرة لكيفية امتصاص الغبار حول مستعر أعظم للألوان المختلفة للضوء". "سمح لنا هذا بمعرفة المزيد عن الغبار أكثر مما كان ممكنًا من قبل."
تشير النتائج إلى أن تكوين الغبار يبدأ بعد الانفجار بوقت قصير ويستمر لفترة طويلة.
يتكون الغبار في البداية من مادة طردها النجم إلى الفضاء حتى قبل أن ينفجر. ثم تحدث موجة ثانية من تكوين الغبار ، تشتمل على مواد مقذوفة من المستعر الأعظم. هنا حبيبات الغبار ضخمة - قطرها جزء من الألف من المليمتر - مما يجعلها مقاومة لأي موجات صدمة تالية.
"عندما ينفجر النجم ، تضرب موجة الصدمة سحابة الغاز الكثيفة مثل جدار من الطوب. قال غال: كل شيء في شكل غاز وحار بشكل لا يصدق ، ولكن عندما يضرب الاندفاع "الجدار" يتم ضغط الغاز ويبرد إلى حوالي 2000 درجة. "في درجة الحرارة والكثافة هذه يمكن أن تنوى وتشكل جزيئات صلبة. قمنا بقياس حبيبات الغبار بحجم يصل إلى حوالي ميكرون واحد (ألف من الملليمتر) ، وهو كبير لحبوب الغبار الكونية. إنها كبيرة للغاية بحيث يمكنها البقاء على قيد الحياة في رحلتها القادمة إلى المجرة ".
إذا استمر إنتاج الغبار في SN2010jl باتباع الاتجاه الملحوظ ، بعد 25 سنة من انفجار المستعر الأعظم ، فإن الكتلة الإجمالية للغبار سيكون لها نصف كتلة الشمس.
تم نشر النتائج في Nature وهي متاحة للتنزيل هنا. كما يتوفر البيان الصحفي لمعهد نيلز بور والبيان الصحفي الصادر عن ESO.
