宇宙は宇宙の塵で溢れています。惑星は若い星の周りに渦巻く塵の雲で形成されます。ダストレーンは、天の川の遠くにある星を私たちの上に隠しています。そして、分子水素は星間空間のダスト粒子上に形成されます。
ろうそくからのすすでさえ、宇宙の炭素塵に非常に似ています。どちらもケイ酸塩とアモルファスカーボンの粒子で構成されていますが、すすのサイズの粒子は、空間内の通常の粒子のサイズよりも10倍以上大きくなっています。
しかし、宇宙塵はどこから来るのでしょうか？
天文学者のグループは、超新星爆発の後に作成された宇宙塵を追跡することができました。新しい研究では、ダスト粒子がこれらの大規模な爆発で形成されるだけでなく、その後の衝撃波にも耐えることができることが示されています。
星は最初、水素を核の奥深くのヘリウムに融合させることによってエネルギーを引き出します。しかし、やがて星は燃料を使い果たすでしょう。少し乱雑な物理学の後、星の収縮したコアはヘリウムを炭素に融合し始め、コアの上のシェルは水素をヘリウムに融合し続けます。
中〜高質量の星についてもこのパターンが続き、星の中心の周りに異なる核燃焼の層が形成されます。そのため、星の誕生と死のサイクルにより、宇宙の歴史を通じて着実に多くの重元素が生成および分散され、宇宙塵に必要な物質が提供されました。
「問題は、重い元素で構成されたダスト粒子が超新星で形成されるとしても、超新星爆発は非常に激しいので、ダストの粒子が生き残れないかもしれない」とニールスボーアのダーク宇宙センターの責任者である共著者イェンス・ヨースプレスリリースで研究所。 「しかし、かなり大きなサイズの宇宙粒子が実際に存在するので、謎はそれらがどのように形成され、その後の衝撃波を生き残ったかでした。」
クリスタガル率いるチームは、チリ北部のパラナル天文台にあるESOの超大型望遠鏡を使用して、SN2010jlと呼ばれる超新星を、爆発から数か月で9回、爆発から2.5年後に10回観測しました。彼らは超新星を可視波長と近赤外波長の両方で観測しました。
SN2010jlは平均的な超新星の10倍明るく、爆発する星は太陽の質量の40倍になりました。
「9つの初期観測セットのデータを組み合わせることで、超新星の周りの塵がさまざまな色の光をどのように吸収するかを初めて直接測定することができました。 「これにより、以前可能だったよりも多くの塵について知ることができました。」
結果は、粉塵の形成が爆発の直後に始まり、長期間にわたって続くことを示しています。
塵は、星が爆発する前でさえ、星が宇宙に押し出した材料で最初に形成します。次に、超新星から放出された物質を含む、ダスト形成の2番目の波が発生します。ここで、塵の粒子は巨大で、直径が1000分の1ミリメートルで、後続の衝撃波に対して弾力性があります。
「星が爆発すると、衝撃波はレンガの壁のように密なガス雲に当たります。ガス状で、非常に高温ですが、噴火が「壁」に当たると、ガスは圧縮され、約2,000度に冷却されます。 「この温度で、元素は核生成して固体粒子を形成する可能性があります。宇宙塵粒子のように、約1ミクロン（1000分の1ミリメートル）もの塵粒子を測定しました。それらは非常に大きいので、銀河への前進の旅を生き残ることができます。」
超新星爆発から25年後までに、SN2010jlでのダストの生成が観測された傾向に従っている場合、ダストの総質量は太陽の質量の半分になります。
結果はNatureで公開されており、ここからダウンロードできます。 Niels Bohr InstituteのプレスリリースとESOのプレスリリースもご利用いただけます。
