
Supernowe, eksplozywne śmierci gwiazd, są jednymi z największych wybuchów energii i światła we wszechświecie. Gdy wybuchają, jedna supernowa może świecić nawet jaśniej niż cała galaktyka. To właściwy powód dla NGC 6946, położonej 22 miliony lat świetlnych od Ziemi, by nosiła przydomek Galaktyki Fajerwerków. W ciągu ostatniego wieku zaobserwowano prawie dziesięć supernowych błyskających w ramionach tej galaktyki.
W tym obiekcie znajdują się Supernowa 2004et i Supernowa 2017eaw, które badacze obecnie badają za pomocą Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba z instrumentem MIRI (Mid-Infrared Instrument). Ich odkrycia były zaskakujące – MIRI wykrył duże ilości pyłu w wydalinach każdego z tych obiektów. Masa znaleziona przez badaczy wspiera teorię, że supernowe odegrały kluczową rolę w dostarczaniu pyłu we wczesnym Wszechświecie.
Badacze korzystający z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba NASA dokonali znaczącego postępu w potwierdzeniu źródła pyłu we wczesnych galaktykach. Obserwacje dwóch supernowych typu II, Supernowej 2004et (SN 2004et) i Supernowej 2017eaw (SN 2017eaw), ujawniły duże ilości pyłu w wydalinach każdego z tych obiektów. Masa znaleziona przez badaczy wspiera teorię, że supernowe odegrały kluczową rolę w dostarczaniu pyłu we wczesne wszechświaty. Pył jest składnikiem wielu rzeczy we wszechświecie, a zwłaszcza planet. Gdy pył pochodzący od umierających gwiazd rozprzestrzenia się w przestrzeni, przenosi niezbędne pierwiastki, które pomagają narodzić się następnej generacji gwiazd i ich planet. Skąd pochodzi ten pył, to zagadka, która od dziesięcioleci nie dawała spokoju astronomom. Jednym z istotnych źródeł kosmicznego pyłu mogą być supernowe – po wybuchu umierającej gwiazdy jej pozostały gaz rozszerza się i chłodzi, tworząc pył.
Dla supernowych bardziej odległych niż SN 1987A, takich jak SN 2004et i SN 2017eaw, obie znajdujące się w NGC 6946 około 22 miliony lat świetlnych odległości, kombinacja zakresu fal i wyjątkowej czułości może być uzyskana jedynie za pomocą instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument) na pokładzie teleskopu Webba. Obserwacje Webba stanowią pierwszy przełom w badaniach produkcji pyłu przez supernowe od czasu wykrycia nowo utworzonego pyłu w SN 1987A za pomocą teleskopu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) prawie dekadę temu.
Innym szczególnie interesującym wynikiem ich badania nie jest tylko wykrycie pyłu, ale także ilość pyłu wykrytego na tym wczesnym etapie życSupernową. W przypadku SN 2004et badacze znaleźli ponad 5000 mas Ziemi pyłu.
Obserwacje wykazały astronomom, że młode, odległe galaktyki są pełne pyłu, ale te galaktyki nie są dostatecznie stare, aby gwiazdy o średniej masie, takie jak Słońce, dostarczyły pyłu w miarę starzenia się. Gwiazdy o większej masie, o krótkim czasie życia, mogły umrzeć na tyle wcześnie i w tak dużych ilościach, że stworzyły aż tyle pyłu. Podczas gdy astronomowie potwierdzili, że supernowe produkują pył, pytanie dotyczyło tego, ile z tego pyłu może przetrwać wstrząsy wewnętrzne w następstwie eksplozji. Widząc tę ilość pyłu na tym etapie życia SN 2004et i SN 2017eaw sugeruje, że pył może przetrwać falę uderzeniową – dowód na to, że supernowe są naprawdę ważnymi fabrykami pyłu.
Badacze zwracają również uwagę, że obecne szacunki masy mogą być tylko wierzchołkiem góry lodowej. Chociaż Webb umożliwił badaczom pomiar pyłu chłodniejszego niż kiedykolwiek wcześniej, może istnieć niewykryty, jeszcze zimniejszy pył promieniujący jeszcze dalej w zakresie elektromagnetycznym, który pozostaje zasłonięty przez zewnętrzne warstwy pyłu.
Badacze podkreślają, że nowe odkrycia to tylko namiastka nowych możliwości badawczych dotyczących supernowych i ich produkcji pyłu przy użyciu Webba oraz tego, co może nam powiedzieć o gwiazdach, z których się wywodzą.