Afbeelding tegoed: NASA / JPL / UA
Astronomen die denken te weten hoe het zeer vroege heelal zoveel interstellair stof heeft gekregen, moeten opnieuw nadenken, volgens nieuwe resultaten van de Spitzer-ruimtetelescoop.
Waarnemers hebben de afgelopen jaren enorme hoeveelheden interstellair stof ontdekt nabij de verste quasars in het zeer jonge universum, slechts 700 miljoen jaar nadat de kosmos werd geboren in de oerknal.
'En dat wordt een grote vraag', zegt Oliver Krause van het Steward Observatory van de Universiteit van Arizona in Tucson en het Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg. 'Hoe kan al dat stof zo snel zijn ontstaan?'
Astronomen kennen twee processen die het stof vormen, zei Krause. Eén, oude, zonachtige sterren nabij de dood genereren stof. Twee infrarood-ruimtemissies hebben onthuld dat het stof wordt geproduceerd in supernova-explosies.
'Het eerste proces duurt enkele miljarden jaren', merkte Krause op. "Supernova-explosies daarentegen produceren stof in veel minder tijd, slechts ongeveer 10 miljoen jaar."
Dus toen astronomen vorig jaar meldden dat ze submillimeteremissie ontdekten van enorme hoeveelheden koud interstellair stof in het supernovarestant Cassiopeia A, beschouwden sommigen het mysterie als opgelost. Type II supernova's zoals ‘Cas A’ hebben waarschijnlijk het interstellaire stof in het zeer vroege heelal geproduceerd, concludeerden ze. (Type II supernovae zijn afkomstig van massieve sterren die uiteenspatten in enorme explosies nadat hun kernen zijn ingestort.)
Krause en collega's van het Steward Observatory van UA en het Max Planck-instituut in Heidelberg hebben nu ontdekt dat de gedetecteerde submillimeteremissie niet afkomstig is van het Cas A-restant zelf, maar van het moleculaire wolkencomplex waarvan bekend is dat het bestaat langs de gezichtslijn tussen de aarde en Cas A. Ze rapporteren het werk in het nummer van 2 december van Nature.
Cas A is het jongst bekende supernova-overblijfsel in onze Melkweg. Het is ongeveer 11.000 lichtjaar verwijderd, achter de Perseus-spiraalarmwolken die ongeveer 9.800 lichtjaar verwijderd zijn. Krause vermoedt dat de Perseus-wolken verklaren waarom astronomen uit de late 17e eeuw niet rapporteerden dat ze de schitterende Cas A-uitbarsting rond 1680 n.Chr. Observeerden. Cas A staat zo dicht bij de aarde dat de supernova het helderste stellaire object in de lucht zou moeten zijn, maar stof in de Perseus-wolken verduisterden het uitzicht.
Het team uit Arizona en Duitsland bracht Cas A in kaart met een golflengte van 160 micron met behulp van de ultra-warmtegevoelige Multiband Imaging Photometer (MIPS) aan boord van de Spitzer-ruimtetelescoop. Deze lange golflengten zijn het meest gevoelig voor koude interstellaire stofemissie. Vervolgens vergeleken ze de resultaten met eerder gemaakte kaarten van interstellair gas met radiotelescopen. Ze ontdekten dat het stof in deze interstellaire wolken nagenoeg alle emissies bij 160 micron vanuit de richting van Cas A voor hun rekening neemt.
Zonder de uitstoot van dit stof is er geen bewijs voor grote hoeveelheden koud stof in Cas A, concludeert het team.
"Astronomen zullen moeten blijven zoeken naar de bron van het stof in het vroege heelal", zei UA Steward Observatory-astronoom en regentenprofessor George Rieke. Rieke is hoofdonderzoeker van het Spitzer Space Telescope's MIPS-instrument en co-auteur van het Nature-artikel.
"Het oplossen van dit raadsel zal astronomen laten zien waar en hoe de eerste sterren zijn gevormd, of misschien aangeven dat er een niet-stellair proces is dat grote hoeveelheden stof kan produceren", zei Rieke. "Hoe dan ook (het vinden van de bron van het stof) zal onthullen wat er gebeurde in het vormende stadium van sterren en sterrenstelsels, een tijdperk dat op een andere manier bijna niet wordt waargenomen."
Auteurs van het Nature-artikel 'Geen koud stof in het supernovarestant Cassiopeia A' zijn Oliver Krause, Stephan M. Birkmann, George H. Rieke, Dietrich Lemke, Ulrich Klaas, Dean C. Hines en Karl D. Gordon.
Birkmann, Lemke en Klaas zijn verbonden aan het Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg. Krause, Rieke en Gordon zijn verbonden aan de University of Arizona Steward Observatory. Hines is bij het Space Science Institute in Boulder, Colo.
Oorspronkelijke bron: UA News Release
