Ny forskning upptäckte stark polarisering från en ung supernovarest. Det gav oberoende och solida bevis för att det kosmiska stoftet i det tidiga universum bildades i supernovor. Även om det är sant att supernovor skjuter ut och förstör kosmiskt stoft, tyder nu infraröda observationer på att dammet bildades i ett tidigt skede av en supernova. SOFIA HAWC+ (Stratosfärisk observatorium för infraröd astronomi med hög upplösning Airborne Wideband Camera Plus) Band D-observationer av den unga supernovaresten (SNR) Cassiopeia A (Cas A) visar hög polarisation på 5-30 % nivå. Denna polarisering indikerar:

• Polariserad stoft som upptäcks i långt infraröd hör till SNR, och supernovor producerar en stor massa damm (vissa papper, inklusive i Natur , har angett att dammet bara kommer från molnen i siktlinjen och det finns inget kallt damm i Cas A)
• Nybildade dammkorn i supernovor är stora och långsträckta snarare än sfäriska
• Silikatkorn är det dominerande dammet som har så stark polarisering
• Supernovor är viktiga dammkällor i det tidiga universum

Dr. Jeonghee Rho, en forskare vid SETI-institutet och huvudförfattaren till denna forskning, sa att den polariserade stoftutsläppet tillhör SNR Cas A och inte är slumpmässigt interstellärt utsläpp. Att studera långt infraröda utsläpp är knepigt eftersom det finns överallt på himlen. Att leta efter utsläpp associerade med supernovor motsvarar att hitta en nål i höstacken. Polarisationsobservationer lyser nytt ljus på det.

Forskningen är ett samarbete med doktoranden, Mr. Aravind Ravi, och andra forskare vid University of Texas, Arlington, och medarbetare finns vid University of College London och Cardiff University i U. K., Ghent University i Belgien, Max Planck Institute i Tyskland och Korean Astronomy and Space Science Institute i Sydkorea.

Cassiopeia A är en relativt ung SNR som ligger i stjärnbilden Cassiopeia och cirka 11 000 ljusår från jorden, och dess ljus nådde troligen jorden först omkring 1671 e.Kr. Det är också ett välstuderat SNR, vilket gör det till ett idealiskt observationsmål. SOFIAs HAWC+ är en fjärrinfraröd kamera och avbildningspolarimeter som tillåter total och polariserad flödesavbildning i fem bredbandiga våglängder. Polarisationskartan för Cas A utfördes vid 154 mikron (band D). Genom att observera med detta instrument hoppades forskarna lära sig:

• Hur flyter magnetfältet?
• Vilken typ av dammkorn finns?
• Hur stora är dammkornen?
• Vilka former har dammkornen?
• Hur hamnar dammet i linje med magnetfältet?

Genom att förstå stoftkornens egenskaper kan forskare bättre förstå historien om stjärnbildning och universums utveckling. Inte att förväxla med dammkaniner som gömmer sig under sängar, kosmiskt stoft består av stenar och är gjort av element som kol, och i det här fallet, huvudsakligen silikat, och spelar en roll i hur stjärnor och planeter bildas. Teoretiska modeller visade tidigare att dammbildning i supernovor kunde förklara förekomsten av damm i det tidiga universum. Den stora frågan var om det skulle finnas bevis för att tillräckliga mängder damm skulle bildas.

SOFIAs polarisering i Cas A som kombinerar Spitzer- och Herschel-bilder innebär en uppskattning av ett magnetfält på cirka 100 milli-Gauss. Det placerar Cas A som en av de starkaste magnetfältskällorna. Korninriktningen i supernova-ejecta sker med magnetfälten, och dammpolarisering kan på ett tillförlitligt sätt spåra magnetfältet.

Observationen visade att silikatdammkorn är de dominerande kornen i Cas A. Detta resultat är meningsfullt eftersom överlevnadsgraden för silikatdamm är högre än för andra typer av damm, så det finns fortfarande tillräckligt med damm bakom den omvända stöten. Andra korn som finns kan vara järnhaltigt damm, men ytterligare våglängdsobservationer eller simuleringar kommer att ge större förståelse.

Den stora mängden damm från de polariserade områdena i SNR visar att supernovor är den betydande stoftproducenten i det tidiga universum. Dammmassan från det polariserade området (t.ex. exklusive den västra delen) är fortfarande två tiondelar av solmassan. Tidigare gjordes det med dekonvolution av spektra. Dessa data är en oberoende bekräftelse på att dammproduktion från supernovor är viktig som dammproducenter i det tidiga universum.

"Det är en besvikelse att SOFIA-uppdraget närmar sig sitt slut när vi ser spännande resultat som detta", säger biträdande direktör för SOFIA Science Mission Operations, Bernhard Schulz. "Det finns för närvarande ingen plan för ytterligare ett långt infrarött observatorium, så hela astronomiområdet kommer att påverkas."

Detta arbete för oss närmare att förstå processer i det tidiga universum som leder till stjärn- och planetbildning. Genom att studera kornen djupare med rymdteleskopet James Webb hoppas forskarna kunna förstå dammets sammansättning bättre. + Utforska vidare

Det magnetiska fältet i Vintergatans filamentformiga ben G47