ジェームスウェッブ宇宙望遠鏡、2つの超新星で塵の溜まりを発見

ウェッブ、2つの超新星で塵の溜まりを発見
2023年 7月 6日
宇宙にある 2 つの超新星を並べた画像。 吹き出しボックスは 2 つの超新星をより詳細に強調表示します。 左側のものは、六角形の虹の輪が付いた白い点として表示されます。 2つ目は薄紫のドットです。
NASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からの画像により、超新星 2004et と超新星 2017eaw 内に大量の塵があることが明らかになりました。これらの超新星は、地球から 2,200 万光年離れた渦巻銀河 NGC 6946 にあります。ウェッブ氏の画像にある SN 2004et の六角形は、望遠鏡の鏡と支柱のアーチファクトです。点光源の明るい光が観察されると、光は望遠鏡の鋭い端と相互作用し、回折スパイクを生成します。これらの画像では、青、緑、赤が 10 の Webb の MIRI データに割り当てられています。11.3、12.8、15.0。18 ミクロンと 21 ミクロン (それぞれ F1000W、F1130、F1280W、F1500、および F1800W、F2100W)。
クレジット: NASA、ESA、CSA、Ori Fox (STScI)、Melissa Shahbandeh (STScI)、Alyssa Pagan (STScI)
フル解像度の非圧縮バージョンとサポート ビジュアルを Space Telescope Science Institute からダウンロードしてください。
NASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用している研究者たちは、初期銀河の塵の発生源を確認する上で大きな進歩を遂げました。2 つのタイプ II 超新星、超新星 2004et (SN 2004et) と超新星 2017eaw (SN 2017eaw) の観測により、これらの各天体の噴出物の中に大量の塵が含まれていることが明らかになりました。研究者らによって発見された質量は、超新星が初期宇宙に塵を供給するのに重要な役割を果たしたという理論を裏付けている。


宇宙にある 2 つの超新星を並べた画像。 吹き出しボックスは 2 つの超新星をより詳細に強調表示します。 左側のものは、六角形の虹の輪が付いた白い点として表示されます。 2つ目は薄紫のドットです。 本文は上下にあります。
ウェブ MIRI (中赤外線カメラ) による、2 つの超新星 SN 2004et と SN 2017eaw を強調表示する NGC 6946 の画像。参照用にコンパスの矢印、スケール バー、およびカラー キーを示しています。北と東のコンパスの矢印は画像の方向を示しています。空の上で。スケール バーには 2,600 光年とラベルが付けられています。この画像は、可視光の色に変換された目に見えない中赤外波長の光を示しています。カラーキーは、光を収集するときにどの MIRI フィルターが使用されたかを示します。各フィルター名の色は、そのフィルターを通過する赤外線を表すために使用される可視光の色です。これらの画像では、青、緑、赤が 10 の Webb の MIRI データに割り当てられています。11.3、12.8、15.0。18 ミクロンと 21 ミクロン (それぞれ F1000W、F1130W、F1280W、F1500W、F1800W と F2100W)。
クレジット: NASA、ESA、CSA、Ori Fox (STScI)、Melissa Shahbandeh (STScI)、Alyssa Pagan (STScI)
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塵は、私たちの宇宙、特に惑星の多くのものの構成要素です。死にかけている星からの塵が宇宙に広がるにつれて、次世代の星とその惑星の誕生を助けるために不可欠な元素が運ばれます。その塵がどこから来るのかは、天文学者たちを何十年も悩ませてきた。宇宙塵の重要な発生源の 1 つは超新星である可能性があります。死にかけている星が爆発した後、その残りのガスが膨張し、冷却されて塵が生成されます。

「この現象の直接的な証拠はこれまでのところ乏しく、私たちの能力ではこれまでのところ、比較的近くにある超新星1つ、つまり地球から17万光年離れた超新星1987Aの塵の集団を研究することしかできていない」と筆頭著者のメリッサ・シャーバンデ氏は述べた。ジョンズ・ホプキンス大学とメリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所の博士。「ガスが冷えて塵が形成されると、十分な感度があれば、その塵は中赤外線の波長でのみ検出可能になります。」

SN 2004et や SN 2017eaw のような SN 1987A よりも遠い超新星では、両方とも約 2,200 万光年離れたNGC 6946にあり、その波長範囲と絶妙な感度の組み合わせは、Webb のMIRI (中赤外線装置) でのみ得られます。

ウェッブの観測は、約10年前にアタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ（ALMA）望遠鏡でSN 1987Aで新たに形成された塵が検出されて以来、超新星からの塵生成の研究における初めての画期的な成果である。


明るい渦巻銀河の画像。白く輝く中心の周りに赤、ピンク、白、淡い青の雲と点が渦巻いているように見えます。 2 つの小さな白い円が超新星を強調表示します。
NGC 6496 のキット ピーク国立天文台からのこの画像は、銀河内の超新星 2004et と超新星 2017eaw の位置を文脈化しています。NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のMIRI（中赤外線観測装置）を使用した科学者らは、地球かららせん状に2200万光年離れた2つのタイプII超新星、超新星2004et（SN2004et）と超新星2017eaw（SN2017eaw）の中に大量の塵を発見した。 MIRI を使用してこれらの超新星から発見された大量の塵は、超新星が初期宇宙に塵を供給する上で重要な役割を果たしたことを裏付けています。
クレジット: KPNO、NSF の NOIRLab、AURA、Alyssa Pagan (STScI)
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彼らの研究のもう一つの特に興味深い結果は、単なる塵の検出ではなく、超新星の生涯のこの初期段階で検出された塵の量です。SN 2004et では、研究者らは地球上の 5,000 個以上の塵の塊を発見しました。

「特にSN 2004etで観測されている塵の量の計算を見ると、それはSN 1987Aの測定値に匹敵し、時代のほんの一部にすぎません」と宇宙望遠鏡科学研究所のプログラムリーダー、オリ・フォックス氏は付け加えた。「これはSN 1987A以来、超新星で検出された塵の最大量である。」

天文学者らは、遠く離れた若い銀河は塵に満ちていることを天文学者らに示しているが、これらの銀河は、太陽のような中質量星が老化に伴って塵を供給できるほど古くはない。もっと巨大で寿命の短い星は、あれほどの塵が発生するほどすぐに、そして十分な数で死んだ可能性があります。

天文学者らは超新星が塵を生成することを確認しているが、その塵のうちどれだけが爆発の余波で反響する内部衝撃に耐えられるかについては疑問が残っている。SN 2004et と SN 2017eaw の生涯のうち、この段階でこれほどの量の塵が存在することは、塵が衝撃波に耐えられることを示唆しており、結局のところ超新星が本当に重要な塵工場であることの証拠となります。

研究者らはまた、現在の質量推定は氷山の一角である可能性があると指摘している。ウェッブのおかげで、研究者はこれまでよりも低温の塵を測定できるようになりましたが、最も外側の塵の層によって隠されたまま、電磁スペクトルのさらに奥深くまで放射している、検出されていない冷たい塵が存在する可能性があります。

研究者らは、今回の新たな発見は、ウェッブを使った超新星とその塵生成に関する新たな研究能力と、それが超新星が来た星について私たちに何を教えてくれるのかを示すヒントにすぎないと強調した。

「この塵が爆発した星の核について何を意味するのかを理解することに興奮が高まっている」とフォックス氏は語った。「これらの特定の発見を見た後、私たちの仲間の研究者は将来、これらの塵に覆われた超新星を扱う革新的な方法を考えることになると思います。」

SN 2004et と SN2017eaw は、このプログラムに含まれる 5 つのターゲットのうちの最初のターゲットです。この観測はウェッブ総合観測者プログラム 2666の一環として完了しました。この論文は7月5日、王立天文学協会の月刊通知に掲載された。

ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、世界有数の宇宙科学天文台です。ウェッブは、太陽系の謎を解き明かし、他の星の周囲の遠い世界に目を向け、私たちの宇宙とその中での私たちの位置の神秘的な構造と起源を探っていきます。Webb は、NASA とそのパートナーである ESA (欧州宇宙機関) および CSA (カナダ宇宙機関) が主導する国際プログラムです。
最終更新日: 2023年 7月 6日
タグ: 銀河　,ゴダード宇宙飛行センター　,ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡　,超新星　宇宙