„A por a világegyetem építőanyaga” – mondja Melissa Shahbandeh, az Űrteleszkóp Tudományos Intézet (STScI) asztrofizikusa. Évmilliók alatt a kozmikus porszemcsék és gázok nagy, sűrű felhőkké állnak össze, amelyekből bolygók és csillagok születnek. A por eredete nagyon rejtélyes, de a NASA James Webb űrobszervatóriumának adatai alapján Shahbandeh és kollégái úgy tűnik, hogy megtalálták a korai világegyetemet kitöltő por forrását: szerintük a kölcsönható szupernóváknak nevezett óriási csillagrobbanások lehetnek ezek, amelyek intenzív lökéshullámai képesek a szupernóvák környezetében felhalmozódott porfelhőket kisöpörni a környező űrbe.

Az eredmények, amelyeket a múlt héten mutattak be az Amerikai Csillagászati Társaság ülésén, és amelyeket a The Astrophysical Journal című folyóiratban terveznek publikálni, Lifan Wang, a Texas A&M Egyetem asztrofizikusa szerint lenyűgözőek. „Elképesztő, hogy képesek vagyunk ilyen adatokat gyűjteni a James Webb űrtávcsővel” – mondja a szakértő. „Ha megértjük, hogyan keletkezett a por a korai időkben, akkor talán megérthetjük, hogyan kerültünk ide” – teszi hozzá Shahbandeh, aki szerint az eredmények segíthetnek annak megértésében is, honnan származik a Föld és minden, ami rajta van.

A Napunk tömegének 1–10-szeresét kitevő csillagokban, amelyek elégették hidrogén üzemanyagukat, a hideg külső légkörben nehezebb elemekből (pl. a szén és a szilícium) álló apró szemcsék halmozódnak fel, amelyeket aztán az erős csillagszél elfúj. A csillagászok azonban hatalmas mennyiségű port találtak már a korai világegyetemben is, holott a csillagoknak több százmillió vagy akár milliárd évbe is beletelik, amíg elöregednek és „porossá” válnak. A szakértők azt gyanítják, hogy a kozmikus történelem korábbi szakaszában a magösszeomlásos szupernóvák – amelyek akkor jönnek létre, amikor az óriáscsillagok kimerítik az üzemanyagukat és saját súlyuk alatt összeomlanak –szolgáltathatták a port, mivel a felrobbanó csillagok gyorsan képesek nehéz elemeket termelni, amelyek aztán porszemcsékké kondenzálódnak.

A szupernóvákat azonban múlékony természetük miatt nehéz észlelni, a belőlük származó port pedig még nehezebb megtalálni, mivel az tágulás során lehűl, és eltűnik a távcsövek látóteréből. Ori Fox, az STScI asztrofizikusa azt gyanította, hogy az érzékenyebb teleszkópok „aranybányát” tárnak majd fel, ezért 2019-ben csapata több tucat magösszeomlásos szupernóvát térképezett fel a pályafutása végén járó, infravörös Spitzer űrteleszkóp segítségével. A képek túl alacsony felbontásúak voltak ahhoz, hogy a port látni lehessen, de a kutatók remélték, hogy előbb-utóbb egy jobb műszerrel is megnézhetik a jelölteket.

A NASA 2021-ben indította útjára a James Webbet, amely egy óriási tükörrel és ultraérzékeny infravörös kamerákkal rendelkezik. A következő néhány évben a szakértők több mint 200 olyan szupernóvát azonosítottak, amelyek porral rendelkezhetnek, köztük számosat még a Spitzerrel térképeztek fel. Miután néhányuknál a színképet is feltérképezték, Fox, Shahbandeh és kollégáik megtalálták, amit kerestek. Négy pár százmillió éves kölcsönható szupernóva spektrumában alumínium-, szilikát- és szénporra jellemző hullámhosszakat láttak. Az egyik vizsgált szupernóva, a 2005ip a Napunk 10%-ának megfelelő tömegű port tartalmazott, ami messze a legnagyobb mennyiség, amit valaha extragalaktikus szupernóvában észleltek. A közelebbi, 2009hd nevű szupernóva annyi port termelt, ami a Napunk tömegének felét teszi ki.

Annak megállapítására, hogy valóban a szupernóva termelte a port, a kutatók összehasonlították a 2005ip James Webb-féle spektrumát egy 15 évvel korábban a Spitzer-teleszkóppal nyert spektrummal. Míg a Spitzer adatai szénporra utaltak, a James Webb adatai sokkal nagyobb mennyiségű szilikátport mutattak ki, ami arra enged következtetni, hogy a szupernóva időközben még több port termelt.

A kutatócsoport ez alapján úgy véli, hogy az óriáscsillagok életük utolsó szakaszában nehezebb elemeket bocsátanak ki magukból, amelyek porszemcsékké állnak össze, hideg, sűrű héjat formálva a csillagmag körül. Amikor a csillag magja végül összeomlik, majd felrobban, a lökéshullám szétteríti a port. Ez a mechanizmus magyarázatot adhat a korai világegyetemben megfigyelt pormennyiségekre is különösen mivel egyes csillagászok szerint a korai időszakban még gyakoribbak voltak a kölcsönható szupernóvák.

Az eredmények kapcsán persze további kutatásokra lesz szükség, de ezekhez minden adott. A James Webb és más, hamarosan üzembe álló óriásteleszkópok, például a Vera C. Rubin obszervatórium adatai révén hamarosan még világosabbá válhat a szupernóvák szerepe a korai kozmoszban. „Húsz évvel ezelőtt évente jó, ha száz szupernóvát találtunk. Rövidesen percenként száz szupernóvát fogunk felfedezni” – mondja Fox.