Kulstof og ilt er blevet plettet i støvet omkring stjerner i midten af Mælkevejen, som antyder, at stjernerne har gennemgået for nylig forstyrrelser af en eller anden art - og antydet, hvordan stjerner kan sende tunge elementer - som ilt, kulstof og jern - ud overalt i universet og baner vejen for livet.
Forskere har længe forventet at finde kulstofrige stjerner i vores galakse, fordi vi ved, at der skal skabes betydelige mængder kulstof i mange sådanne stjerner. Men kulstof havde ikke tidligere vist sig i gasskyer omkring disse stjerner, sagde Matthew Bobrowsky, en astrofysiker ved University of Maryland og en medforfatter til en ny undersøgelse, der rapporterede om opdagelsen.
”Baseret på vores konklusioner skyldes dette, at mellemstore stjerner, der er rige på kulstof, undertiden holder dette kulstof skjult, indtil meget nær slutningen af deres stjernelige liv, hvilket kun frigives med deres endelige 'udånding',” forklarede Bobrowsky.
De nye resultater vises i februarudgaven af tidsskriftet Astronomi og astrofysik.
Bobrowsky og hans team, ledet af J. V. Perea-Calderón ved European Space Astronomy Center i Madrid, Spanien, brugte Spitzer-rumteleskopet til at se hver stjerne og dens omgivende skyer af støv og partikler, kaldet en planetarisk tåge. Forskerne målte lyset udsendt af stjernerne og det omgivende støv og var i stand til at identificere kulstofforbindelser baseret på bølgelængderne af lys, der udsendes af stjernerne. Når man kiggede i et område midt på Mælkevejen kaldet "Galactic Bulge", observerede teamet 26 stjerner og deres planetariske tåge og fandt 21 med kulstof "signaturer."
Men forskerne fandt ikke bare kulstof omkring disse stjerner; de fandt også ilt i disse 21 støvskyer, hvilket afslørede en overraskende blanding af ingredienser til rumstøv. De rapporterer i deres papir, at dette sandsynligvis skyldes en termisk puls, hvor en bølge af højtryksgas blander lag af elementer som kulstof og ilt og sprøjter dem ud i den omgivende sky.
Fundet af kulstof og ilt i støvskyerne omkring stjerner antyder en nylig ændring af kemi i denne stjernepopulation ifølge forfatterne.
”Stjerner i midten af Mælkevejen er gamle og” metalrige ”med en stor overflod af tunge elementer,” sagde Bobrowsky. "De har forskellig kemisk sammensætning end dem, der findes på disken, længere væk fra centrum."
At studere stjernenes kemi hjælper forskere med at lære, hvordan det stof, der udgør vores jord og andre planeter i vores galakse, forlod sine stjerners fødesteder for længe siden.
Når en stjerne brænder varmere og varmere, omdannes den brintgas, der oprindeligt udgjorde næsten hele dens masse, gennem nukleær fusion, først til helium og derefter til gradvis tungere elementer. Den varmeste region i kernen smelter sammen de tyngste elementer. Og disse kan først nå stjernens overflade, når dens liv er næsten forbi.
”Big Bang producerede kun brint og helium,” sagde Bobrowsky. ”Tyngre elementer som kulstof og ilt kommer kun fra at blive” kogt op ”i stjerner. Atomreaktioner i stjerner skabte de tungere elementer, der findes i 'livet som vi kender det'. ”
I de sidste 50.000 år af deres liv på 10 milliarder år uddriver solstore stjerner kulstofatomer sammen med brint og helium for at danne en omgivende sky af gas, der snart sprer sig i rummet, måske for til sidst at blive ting af nye stjerner, solsystemer , eller måske endda liv på en jordlignende planet. Meget større stjerner udviser deres tungere materie i massive eksplosioner kaldet supernovaer.
"Alle de tunge elementer [som astronomer kalder 'metaller' og inkluderer alle elementer, der er tungere end brint og helium] på Jorden, blev skabt af nukleare fusionsreaktioner i tidligere generationer af stjerner," sagde Bobrowsky. "De tidligere stjerner uddrev disse elementer i rummet, og derefter dannedes vores solsystem ud af den gas, der indeholdt alle de tunge elementer, som vi nu finder i Jorden og i livet på Jorden."
BILLEDEBILLEDELSE: Cat's Eye Nebula. Forskere har fundet kulstof og ilt i støvede planetens tåber, der omgiver stjerner i midten af Mælkevejen. Kredit: NASA / JPL-Caltech / J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)
Kilde: Astronomy & Astrophysics og Spitzer, via AAS
