Spitzer揭示了大米爆炸时的二氧化硅

SuperNova Remnant G54.1 + 0.3的此图像包括无线电,红外和X射线光。学分:NASA / JPL-CALTECH / CXC / ESA / NRAO / J.rho(seti学院)

我们都是明确的,由星尘制成。许多构成我们星球和身体的化学物质直接由星星形成。现在,使用NASA的Spitzer Space望远镜报告的新研究首次进行二氧化硅 - 在大规模恒星爆炸时形成了地球上发现的最常见的矿物质之一。

现在环顾四周,有很好的机会,您将以某种形式看到二氧化硅(二氧化硅,SiO2)。地球上许多类型的岩石的主要组成部分,二氧化硅用于工业砂和砾石混合物,用于制作人行道,道路和建筑物的混凝土。一种形式的二氧化硅,石英是在美国海岸沿着美国海滩上发现的沙滩的主要成分。二氧化硅是玻璃的关键成分,包括窗户的玻璃玻璃,以及玻璃纤维。电子设备中使用的大部分硅都来自二氧化硅。

总的来说,二氧化硅占地壳的约60%。它在地球上的广泛存在并不令人惊讶,因为在整个宇宙中发现了二氧化硅灰尘以及预测我们太阳系的陨石。一个已知的宇宙尘埃来源是AGB恒星,或恒星的恒星,燃料的块状耗尽,吹过多次,其原始尺寸形成一个红色的巨型明星。(AGB Stars是一种红色巨星。)但二氧化硅不是AgB星尘的主要组成部分,如果这些星星可能是在整个宇宙中观察到的硅粉的主要生产商,观察结果并没有明确。

新的研究报告了在两个超新星残余物中检测二氧化硅,称为Cassiopeia A和G54.1 + 0.3。超新星是一个比燃烧在其核心燃烧的燃料的太阳更大的明星,导致它自身崩溃。物质的快速爆炸会产生强烈的爆炸,可以熔断原子,以创造“重”元素,如硫,钙和硅。

化学指纹

为了识别Cassiopeia A和G54.1 + 0.3中的二氧化硅,该团队使用Spitzer的IRS仪器的档案数据和一种称为光谱学的技术,该技术采用光线并揭示了构成它的近透明波长。(当阳光穿过玻璃棱镜并产生彩虹时,您可以观察到这种效果:不同的颜色是通常混合在一起并对肉眼看不见的光的近距离光。)

化学元素和分子各自发射非常比波长的光,这一切各自具有明显的光谱“指纹”,即高精度光谱仪可以识别。为了发现给定分子的光谱指纹,研究人员通常依赖于重新创建分子的物理性质的模型(通常使用计算机)。使用这些模型运行模拟,然后揭示分子的光谱指纹。

但物理因素可以巧妙地影响分子发出的波长。如Cassiopeia A的情况。尽管CASSIOPEIA的光谱数据显示接近二氧化硅的预期波长,但研究人员无法与任何特定元素或分子的数据匹配。

山景,加利福尼亚州Seti研究所的天文学家jeonghee rho和新纸上的铅作者,认为也许二氧化硅谷物的形状可能是差异的来源,因为现有的二氧化硅模型假设谷物是完美的球形。

她开始建造包括一些带有非球形形状的谷物的模型。只有在她完成一个假设所有谷物的模型时,才是以球形而非球形,而是,足球形状的是,模型“真的明确地制作了我们在Spitzer数据中看到的相同光谱特征”,“Rho说。

rho和她的裁员在纸上,然后在第二个超新星残余物中发现了相同的特征,G54.1 + 0.3。细长的谷物可以告诉科学家了解形成二氧化硅的确切过程。

作者还将两位超新星残余的观察与苏联机构的Herschel空间天文台的观测相结合,以测量每次爆炸产生的二氧化硅的量。Herschel检测到的红外光波长而不是Spitzer。研究人员研究了两种观察者提供的全部波长,并识别灰尘具有其峰值亮度的波长。该信息可用于测量灰尘的温度,并且亮度和温度都是必要的,以测量质量。新的工作意味着超新星随着时间的推移产生的二氧化硅对整个宇宙中的灰尘有贡献,包括最终集中在一起的灰尘来形成我们的家庭星球。

该研究发表于2018年10月24日,在皇家天文学会的每月通知中发表,它确认每次我们凝视穿过窗户,走在人行道上或踏上鹅卵石海滩,我们都与a互动通过爆炸燃烧数十亿年前的星星制造的材料。

美国宇航局的Herschel项目办公室位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA的喷射推进实验室。作为IPAC的一部分的NASA Herschel科学中心为美国天文界提供支持。加州理工学院为NASA管理JPL。

出版物:J Rho,等,“CAS的灰尘双胞胎A:SuperNova Remnant G54.1 μ+ 0.3,”2018年Mnras; DOI:10.1093 / mnras / sty1713

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