เหล็กหลอม

หัวหน้าทีมคือ Tea Temim นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา ที่ปรึกษาของเธอซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ Robert Gehrz และ Charles Woodward เป็นหนึ่งในผู้ร่วมเขียนบทความ พวกเขาทั้งหมดเป็นนักดาราศาสตร์อินฟราเรดที่สนใจว่าฝุ่นในจักรวาลก่อตัวและควบแน่นเป็นดาวฤกษ์รุ่นใหม่พร้อมกับดาวเคราะห์ได้อย่างไร ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่สองเป็นอย่างน้อย สร้างขึ้นจากซากก๊าซที่เต็มไปด้วยฝุ่นของดาวฤกษ์รุ่นก่อนหน้า ฝุ่นคอสมิกประกอบด้วยอนุภาคของแข็งละเอียดใดๆ ในอวกาศ ยกเว้นน้ำแข็ง มันละเอียดกว่าหาดทรายมาก มันเหมือนอนุภาคควันมากกว่า มันเกิดจากการรวมตัวกันของโมเลกุลของก๊าซและอนุภาคที่ละเอียดมากเป็นอนุภาคที่ใหญ่กว่า เช่น การเกิดนิวเคลียสของน้ำเพื่อสร้างเม็ดฝน เนื่องจากมีการสังเกตว่ามีฝุ่นที่ละเอียดมากก่อตัวขึ้นในวัสดุที่ถูกขับออกมาของซูเปอร์โนวาอีกก้อนหนึ่งเพียงไม่กี่ปีหลังจากการระเบิด (ซูเปอร์โนวา 1987A ตรวจพบในปี 1987) นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะพบฝุ่นจำนวนมากในซากซูเปอร์โนวาที่มีอายุค่อนข้างน้อย เช่น เนบิวลาปู . ในทางกลับกัน ข้อมูลของสปิตเซอร์แสดงให้เห็นเพียงฝุ่นที่หยาบกว่ามาก ซึ่งเป็นอนุภาคที่แม้ว่าจะมีขนาดเพียงไม่กี่ในล้านเมตร แต่ก็ยังใหญ่กว่าของที่มีความละเอียดถึง 10 ถึง 100 เท่า คำถามใหญ่คือ อะไรสามารถทำลายหรือขับไล่อนุภาคฝุ่นที่เล็กที่สุดออกไปได้ หนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้คือดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็วที่แกนกลางของเนบิวลาปู มันสูบฉีดรังสีอัลตราไวโอเลตเข้มข้นออกมา ซึ่งอาจระเหยอนุภาคเล็กๆ แกนกลางยังปล่อยโปรตอนและอิเล็กตรอนด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับความเร็วแสง และสิ่งเหล่านี้อาจทำลายฝุ่นละเอียดด้วย เหล็กหลอม เหตุผลหนึ่งที่เป็นคำอธิบายที่น่าสนใจก็คือ ฝุ่นละเอียดก่อตัวขึ้นภายในหนึ่งปีของการระเบิด แต่การแผ่รังสีที่รุนแรงจากแกนกลางจะไม่เกิดขึ้นจนกว่าฝุ่นหยาบจะรวมตัวกันเป็นเวลานาน เทมิมได้ทำแผนที่การกระจายพลังงานจากอนุภาคที่เร็วมากเหล่านี้ (เรียกว่ารังสีซินโครตรอน) ซึ่งมาจากดาวนิวตรอน สิ่งนี้จะแสดงให้เห็นว่าอนุภาคเหล่านี้กระจายตัวออกมาและผสมกับวัสดุที่เหลือได้อย่างไร เนบิวลาปูอยู่ห่างออกไป 6,500 ปีแสง ซึ่งเป็นระยะทาง 30,000 เท่าของโลกจากดวงอาทิตย์ เนบิวลานี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ปีแสง ซึ่งมากกว่าระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด เนบิวลาปูถูกถ่ายภาพด้วยรังสีเอกซ์ วิทยุ และส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม “ภาพเหล่านี้น่าตื่นเต้นเพราะเรากำลังเติมปริศนาด้วยอินฟราเรด” เทมิมกล่าว "อินฟราเรดเป็นที่ที่เราสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับการก่อตัวของฝุ่น" ภาพเหล่านี้ไม่สามารถสร้างจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินได้ เนื่องจากชั้นบรรยากาศของโลกกรองแสงอินฟราเรดออกไปมาก สปิตเซอร์สามารถรับสัญญาณอินฟราเรดจางๆ ได้เพียงเพราะมันถูกทำให้เย็นลงถึงลบ 450 องศาฟาเรนไฮต์ ถ้ามันอุ่นกว่านี้มาก ความร้อนของมันเองจะกลบสัญญาณจากปู บันทึกเกี่ยวกับการก่อตัวของฝุ่นในซูเปอร์โนวา ในช่วงชีวิตของดาวมวลมากนั้นได้รับพลังงานจากการสังเคราะห์ธาตุที่หนักพอๆ กับเหล็ก (จากธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ 92 ชนิด เหล็กเป็นธาตุที่หนักที่สุดอันดับที่ 26) เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงจนหมด แกนกลางของมันจะยุบตัว บังคับให้โปรตอนและอิเล็กตรอนรวมตัวกัน ก่อตัวเป็นนิวตรอน แต่อย่างที่ไอแซก นิวตันกล่าวไว้ ทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้าม หลังจากการยุบตัว ดาวฤกษ์จะระเบิด ยิงนิวตรอนและนิวเคลียสอะตอมขนาดเล็กเข้าหากันเพื่อสร้างนิวเคลียสใหม่ นิวเคลียสเหล่านี้บางส่วนมีขนาดใหญ่กว่าเหล็ก โดยปกติแล้วพวกมันจะเกิดการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี แต่เมื่อพวกมันถูกยิงออกจากดาวแม่โดยการระเบิด พวกมันจะเย็นลงก่อนที่จะเกิดการสลายตัว องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้รวมกันเป็นฝุ่น เหล็กในเลือดของเรามาจากเหล็กหล่อในดวงดาวขนาดใหญ่เหล่านี้ และทองคำ เงิน ปรอท