Una imagen de microscopio electrónico de una supernova de carburo de silicio de tamaño micrométrico, Sic, grano de polvo de estrellas (abajo a la derecha) extraído de un meteorito primitivo. Estos granos se originaron hace más de 4.600 millones de años en las cenizas de supernovas de Tipo II, tipificado aquí (arriba a la izquierda) por una imagen del Telescopio Espacial Hubble de la Nebulosa del Cangrejo, el remanente de una explosión de supernova en 1054. El análisis de laboratorio de estos diminutos granos de polvo proporciona información única sobre estas explosiones estelares masivas. (1 μm es una millonésima parte de un metro). Crédito:Créditos de imagen:NASA y Larry Nittler.
El polvo está en todas partes, no solo en su ático o debajo de su cama, pero también en el espacio exterior. Para los astrónomos, el polvo puede ser una molestia al bloquear la luz de estrellas distantes, o puede ser una herramienta para estudiar la historia de nuestro universo, galaxia, y Sistema Solar.
Por ejemplo, Los astrónomos han estado tratando de explicar por qué algunos recientemente descubiertos distantes, pero joven las galaxias contienen cantidades masivas de polvo. Estas observaciones indican que las supernovas de tipo II (explosiones de estrellas más de diez veces más masivas que el Sol) producen copiosas cantidades de polvo, pero no se comprende bien cómo y cuándo lo hacen.
Nuevo trabajo de un equipo de cosmoquímicos Carnegie publicado por Avances de la ciencia informa análisis de granos de polvo ricos en carbono extraídos de meteoritos que muestran que estos granos se formaron en los flujos de salida de una o más supernovas de tipo II más de dos años después de la explosión de las estrellas progenitoras. Este polvo luego fue lanzado al espacio para incorporarse eventualmente a nuevos sistemas estelares, incluyendo en este caso, nuestra propia.
Los investigadores, dirigidos por el investigador postdoctoral Nan Liu, junto con Larry Nittler, Conel Alexander, y Jianhua Wang del Departamento de Magnetismo Terrestre de Carnegie, llegaron a su conclusión no estudiando supernovas con telescopios. Bastante, analizaron carburo de silicio microscópico, Sic, granos de polvo que se formaron en supernovas hace más de 4.600 millones de años y quedaron atrapados en meteoritos cuando nuestro Sistema Solar se formó a partir de las cenizas de las generaciones anteriores de estrellas de la galaxia.
Se sabe desde hace décadas que algunos meteoritos contienen un registro de los bloques de construcción originales del Sistema Solar, incluidos los granos de polvo de estrellas que se formaron en generaciones anteriores de estrellas.
"Debido a que estos granos presolares son literalmente polvo de estrellas que se pueden estudiar en detalle en el laboratorio, "explicó Nittler, "son excelentes sondas de una variedad de procesos astrofísicos".
Para este estudio, El equipo se propuso investigar el momento de la formación de polvo de supernova midiendo isótopos (versiones de elementos con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones) en raros granos de carburo de silicio presolar con composiciones que indican que se formaron en supernovas de tipo II.
Ciertos isótopos permiten a los científicos establecer un marco de tiempo para los eventos cósmicos porque son radiactivos. En estos casos, el número de neutrones presentes en el isótopo lo hace inestable. Para ganar estabilidad libera partículas energéticas de una manera que altera la cantidad de protones y neutrones, transmutarlo en un elemento diferente.
El equipo de Carnegie se centró en un isótopo raro de titanio, titanio-49, porque este isótopo es producto de la desintegración radiactiva del vanadio-49 que se produce durante las explosiones de supernovas y se transmuta en titanio-49 con una vida media de 330 días. La cantidad de titanio 49 que se incorpora a un grano de polvo de supernova depende de cuándo se forma el grano después de la explosión.
Usando un espectrómetro de masas de última generación para medir los isótopos de titanio en granos de SiC de supernova con mucha mejor precisión que la que se podría lograr con estudios anteriores, El equipo descubrió que los granos deben haberse formado al menos dos años después de que explotaran sus estrellas madre masivas.
Debido a que los granos de grafito de supernova presolar son isotópicamente similares en muchos aspectos a los granos de SiC, el equipo también argumenta que el tiempo de formación retardado se aplica generalmente al polvo de supernova rico en carbono, de acuerdo con algunos cálculos teóricos recientes.
"Este proceso de formación de polvo puede ocurrir continuamente durante años, con el polvo acumulándose lentamente con el tiempo, que se alinea con las observaciones de los astrónomos de cantidades variables de polvo que rodean los sitios de explosiones estelares, ", agregó el autor principal, Liu." A medida que aprendemos más sobre las fuentes del polvo, podemos obtener conocimientos adicionales sobre la historia del universo y cómo evolucionan varios objetos estelares dentro de él ".
