Webb oszałamia nowym spojrzeniem na eksplodującą gwiazdę w wysokiej rozdzielczości

Widok Cas A z kamery Webba NIRCam (Near-Infrared Camera) pokazuje tę gwiezdną eksplozję w rozdzielczości wcześniej nieosiągalnej na tych długościach fal. Widok w wysokiej rozdzielczości ujawnia zawiłe szczegóły rozszerzającej się skorupy materii uderzającej w gaz wyrzucony przez gwiazdę przed jej eksplozją. Cas A jest jedną z najlepiej zbadanych pozostałości po supernowej w całym kosmosie. Przez lata naziemne i kosmiczne obserwatoria, w tym należące do NASA Obserwatorium Rentgenowskie Chandra, Kosmiczny Teleskop Hubble’a i emerytowany Kosmiczny Teleskop Spitzera, zebrały obraz pozostałości obiektu na wielu długościach fal. Jednak astronomowie wkroczyli teraz w nową erę w badaniach Cas A. W kwietniu 2023 r. instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) Webba rozpoczął ten rozdział, ujawniając nowe i nieoczekiwane cechy w wewnętrznej powłoce pozostałości supernowej. Wiele z tych cech jest niewidocznych na nowym obrazie NIRCam, a astronomowie badają, dlaczego tak się dzieje.

Jak odłamki szkła

Światło podczerwone jest niewidoczne dla naszych oczu, więc procesory obrazu i naukowcy tłumaczą te długości fal światła na widoczne kolory. Na najnowszym zdjęciu Cas A kolory zostały przypisane do różnych filtrów z NIRCam, a każdy z tych kolorów wskazuje na inną aktywność zachodzącą wewnątrz obiektu. Na pierwszy rzut oka obraz NIRCam może wydawać się mniej kolorowy niż obraz MIRI. Wynika to jednak po prostu z długości fal, w których materiał obiektu emituje światło.

Najbardziej zauważalnymi kolorami na najnowszym obrazie Webba są kępki reprezentowane w jasnym pomarańczowym i jasnoróżowym kolorze, które tworzą wewnętrzną powłokę pozostałości supernowej. Ostry jak brzytwa obraz Webba może wykryć najmniejsze węzły gazu, składające się z siarki, tlenu, argonu i neonu pochodzącego z samej gwiazdy. W gazie tym osadzona jest mieszanina pyłu i cząsteczek, które ostatecznie staną się składnikami nowych gwiazd i układów planetarnych. Niektóre włókna pyłu są zbyt małe, aby mogły zostać dostrzeżone nawet przez Webba, co oznacza, że ich średnica jest porównywalna lub mniejsza niż 10 miliardów kilometrów (około 100 jednostek astronomicznych). Dla porównania, cały Cas A rozciąga się na 10 lat świetlnych, czyli 60 bilionów mil.

Dzięki rozdzielczości NIRCam możemy teraz zobaczyć, jak umierająca gwiazda absolutnie rozpadła się podczas wybuchu, pozostawiając za sobą włókna przypominające maleńkie odłamki szkła. To naprawdę niewiarygodne, że po tylu latach badań Cas A udało nam się rozwiązać te szczegóły, które zapewniają nam przełomowy wgląd w to, jak ta gwiazda eksplodowała.powiedział Danny Milisavljevic z Purdue University, który kieruje zespołem badawczym.

Ukryty zielony potwór

Porównując nowy widok Cas A w bliskiej podczerwieni Webba z widokiem w średniej podczerwieni, jego wewnętrzna wnęka i najbardziej zewnętrzna powłoka są dziwnie pozbawione koloru. Obrzeża głównej wewnętrznej powłoki, które na obrazie MIRI miały kolor głębokiej pomarańczy i czerwieni, wyglądają teraz jak dym z ogniska. Oznacza to miejsce, w którym fala uderzeniowa supernowej wbija się w otaczającą materię okołogwiazdową. Pył w materiale okołogwiazdowym jest zbyt chłodny, aby można go było wykryć bezpośrednio w bliskiej podczerwieni, ale świeci w średniej podczerwieni. Naukowcy twierdzą, że biały kolor to światło promieniowania synchrotronowego, które jest emitowane w całym spektrum elektromagnetycznym, w tym w bliskiej podczerwieni. Jest ono generowane przez naładowane cząstki poruszające się z bardzo dużymi prędkościami wokół linii pola magnetycznego. Promieniowanie synchrotronowe jest również widoczne w bąbelkowych powłokach w dolnej połowie wewnętrznej wnęki. Niewidoczna w widoku w bliskiej podczerwieni jest również pętla zielonego światła w centralnej wnęce Cas A, która świeciła w średniej podczerwieni, nazwana przez zespół badawczy Zielonym Potworem. Ta cecha została opisana jako “trudna do zrozumienia” przez naukowców w czasie ich pierwszego spojrzenia.

Podczas gdy “zieleń” Zielonego Potwora nie jest widoczna w NIRCam, to, co pozostało w bliskiej podczerwieni w tym regionie, może zapewnić wgląd w tajemniczą cechę. Okrągłe dziury widoczne na obrazie MIRI są słabo zarysowane białą i fioletową emisją na obrazie NIRCam – reprezentuje to zjonizowany gaz. Naukowcy uważają, że jest to spowodowane przepychaniem się szczątków supernowej i rzeźbieniem gazu pozostawionego przez gwiazdę przed jej wybuchem.

Mała Cas A

Naukowcy byli również absolutnie oszołomieni jedną fascynującą cechą w prawym dolnym rogu pola widzenia NIRCam. Nazwali tę dużą, prążkowaną plamę Baby Cas A – ponieważ wygląda jak potomstwo głównej supernowej. Jest to echo świetlne, w którym światło z dawnej eksplozji gwiazdy dotarło i ogrzewa odległy pył, który świeci, gdy się ochładza. Zawiłość wzoru pyłu i pozorna bliskość Baby Cas A do samej Cas A są szczególnie intrygujące dla naukowców. W rzeczywistości Baby Cas A znajduje się około 170 lat świetlnych za pozostałością po supernowej. Istnieje również kilka innych, mniejszych ech świetlnych rozproszonych na nowym portrecie Webba. Pozostałość po supernowej Cas A znajduje się w odległości 11 000 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Kasjopei. Szacuje się, że wybuchła około 340 lat temu z naszego punktu widzenia.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową