Webb zaskakuje NASA nowym spojrzeniem na eksplodującą gwiazdę w wysokiej rozdzielczości

Tajemnicze obiekty kryją się w świetle bliskiej podczerwieni

Niczym błyszcząca, okrągła ozdoba, gotowa do umieszczenia w idealnym miejscu na świątecznej choince, pozostałość po supernowej Kasjopei A (Cas A) jaśnieje na nowym zdjęciu wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. jako część Wakacje 2023 w Białym DomuPierwsza Dama Stanów Zjednoczonych dr Jill Biden uruchomiła pierwszy w historii kalendarz adwentowy Białego Domu. Aby pokazać „magię, cuda i radość” okresu świątecznego, dr Biden i NASA świętują, prezentując nowe zdjęcie Webba.

Chociaż wszystko jest jasne, ta scena nie jest przysłowiową cichą nocą. Kamera Webb NIRCam (kamera bliskiej podczerwieni) należąca do Cas A wyświetla ten rozbłysk gwiazdowy w rozdzielczości wcześniej nieosiągalnej na tych długościach fal. Ten widok w wysokiej rozdzielczości ujawnia skomplikowane szczegóły rozszerzającej się powłoki materii zderzającej się z gazem uwolnionym przez gwiazdę przed jej eksplozją.

Cas A to jedna z najlepiej zbadanych pozostałości po supernowej w całym wszechświecie. Z biegiem lat obserwatoria naziemne i kosmiczne, w tym NASA Obserwatorium rentgenowskie Chandra, Kosmiczny teleskop HubbleI przeszedł na emeryturę Kosmiczny Teleskop Spitzera Stworzyli wielofalowy obraz szczątków ciała.

Jednak astronomowie wkroczyli teraz w nową erę w badaniach Cas A. W kwietniu 2023 roku odkryto instrument Webba MIRI (instrument średniej podczerwieni). Ten rozdział się rozpoczął, odsłaniając nowe i nieoczekiwane cechy wewnętrznej powłoki pozostałości po supernowej. Wiele z tych cech nie jest widocznych na nowym obrazie NIRCam, a astronomowie badają przyczynę.

Zdjęcie: Kasjopea A (NIRCam)

„Jak odłamki szkła”

Światło podczerwone jest niewidoczne dla naszych oczu, dlatego procesory obrazu i naukowcy tłumaczą te długości fal światła na widzialne kolory. Na tym nowszym zdjęciu Cas A kolory są przypisane do różnych filtrów NIRCam i każdy z tych kolorów wskazuje inną aktywność zachodzącą w obiekcie.

Na pierwszy rzut oka, obraz NIRCam może wydawać się mniej kolorowy niż obraz MIRI. Dzieje się tak jednak po prostu ze względu na długość fali, przy której materiał obiektu emituje światło.

Najbardziej widoczne kolory na nowym zdjęciu Webba to jasnopomarańczowe i jasnoróżowe grudki tworzące wewnętrzną skorupę pozostałości po supernowej. Ostry wzrok Webba jest w stanie wykryć najmniejsze węzły gazu składającego się z siarki, tlenu, argonu i neonu z samej gwiazdy. Gaz ten zawiera mieszaninę pyłu i cząstek, które ostatecznie staną się składnikami nowych gwiazd i układów planetarnych. Niektóre włókna gruzu są tak małe, że nawet Loeb nie jest w stanie ich rozróżnić, co oznacza, że ​​mają średnicę porównywalną lub mniejszą niż 10 miliardów mil (około 100 jednostek astronomicznych). Dla porównania, cała Cas A rozciąga się na 10 lat świetlnych, czyli 60 bilionów mil.

„Dzięki rozdzielczości NIRCam możemy teraz zobaczyć, jak umierająca gwiazda całkowicie się rozbiła w wyniku eksplozji, pozostawiając włókna przypominające maleńkie odłamki szkła” – powiedziała Dani Milisavljevic z Purdue University, która kieruje zespołem badawczym. „To naprawdę niewiarygodne, że po tych wszystkich latach badania Cas A możemy teraz odkryć te szczegóły, które zapewniają nam przełomowy wgląd w to, jak eksplodowała ta gwiazda”.

Zdjęcie: Cassiopeia A NIRCam/MIRI

Ukryty zielony potwór

Porównując nowe zdjęcie Cas A wykonane przez Webba w bliskiej podczerwieni z widokiem w średniej podczerwieni, jego wewnętrzna wnęka i zewnętrzna powłoka są dziwnie bezbarwne.

Krawędzie głównej powłoki wewnętrznej, które na zdjęciu MIRI pojawiły się w kolorze głębokiej pomarańczy i czerwieni, teraz wyglądają jak dym z ogniska. Odnosi się to do miejsca, w którym fala eksplozji supernowej zderza się z materią otaczającą gwiazdę. Pył w materii otaczającej gwiazdę jest zbyt zimny, aby można go było wykryć bezpośrednio w zakresie fal bliskiej podczerwieni, ale świeci w średniej podczerwieni.

Naukowcy twierdzą, że biały kolor to światło pochodzące z promieniowania synchrotronowego, które jest emitowane w całym spektrum elektromagnetycznym, w tym w bliskiej podczerwieni. Są one generowane przez naładowane cząstki poruszające się z niezwykle dużymi prędkościami i owijające się wokół linii pola magnetycznego. Promieniowanie synchrotronowe jest również widoczne w bąbelkowych powłokach w dolnej połowie wewnętrznej wnęki.

Na zdjęciu wykonanym w bliskiej podczerwieni brakowało także zielonego pierścienia świetlnego w centralnej wnęce Cas A, świecącego w średniej podczerwieni, który zespół badawczy nazwał Zielonym Potworem. Ta cecha została opisana przez badaczy po pierwszym spojrzeniu jako „trudna do zrozumienia”.

Chociaż zielony kolor zielonego potwora nie jest widoczny w NIRCam, resztki światła bliskiej podczerwieni w tym regionie mogą zapewnić wgląd w tę tajemniczą cechę. Okrągłe dziury widoczne na obrazie MIRI są słabo zarysowane przez białą i fioletową emisję na obrazie NIRCam – reprezentuje to zjonizowany gaz. Naukowcy uważają, że jest to spowodowane przez cząstki supernowej przepływające przez gaz i tworzące gaz pozostawiony przez gwiazdę przed jej eksplozją.

Zdjęcie: Cechy krzesła A

Mała Cass A

Badaczy zadziwiła także niezwykła cecha w prawym dolnym rogu pola widzenia NIRCam. Nazywają tę dużą, pasiastą plamę Baby Cas A, ponieważ wygląda jak potomek dużej supernowej.

Jest to echo świetlne, do którego światło eksplozji gwiazdy dotarło dawno temu, podgrzewając odległy pył, który świeci w miarę ochładzania się. Badaczy szczególnie interesuje złożoność wzoru pyłu i widoczna bliskość Małego Cas A do samego Cas A. W rzeczywistości Baby Cas A znajduje się około 170 lat świetlnych za pozostałością po supernowej.

Na nowym obrazie Webba widać także wiele mniejszych ech świetlnych.

Pozostałość po supernowej Cas A znajduje się 11 000 lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Kasjopei. Z naszej perspektywy szacuje się, że eksplodował około 340 lat temu.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest wiodącym na świecie obserwatorium nauk o kosmosie. Webb rozwiązuje tajemnice naszego Układu Słonecznego, spogląda poza odległe światy wokół innych gwiazd i bada tajemnicze struktury i pochodzenie naszego wszechświata oraz nasze w nim miejsce. WEB to międzynarodowy program prowadzony przez NASA wraz z partnerami, ESA (Europejską Agencją Kosmiczną) i Kanadyjską Agencją Kosmiczną.

Komunikacja medialna

Laura Betz – [email protected], Roba Gautreaux– [email protected]
NASA Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda, Greenbelt, Maryland.

Hanna Brown – [email protected], Krystyna Pulliam – [email protected]
Instytut Naukowy Teleskopów KosmicznychBaltimore, Maryland.

Pliki do pobrania

Pobierz obrazy w pełnej rozdzielczości do tego artykułu Z Instytutu Naukowego Teleskopu Kosmicznego.

Obejrzyj/pobierz wycieczkę wideo po Kasjopei A Z Instytutu Naukowego Teleskopu Kosmicznego.

Kliknij prawym przyciskiem myszy obrazy w tym artykule, aby otworzyć większą wersję w nowej karcie/oknie.

Powiązana informacja

Cykl życia gwiazd

Więcej wiadomości internetowych – https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Więcej obrazów internetowych – https://science.nasa.gov/mission/webb/multimedia/images/

Strona zadań w sieci Web – https://science.nasa.gov/mission/webb/

Istotne dla dzieci

Co to jest supernowa?

Co to jest mgławica?

Co to jest teleskop Webba?

Kosmiczne miejsce dla dzieci

po hiszpańsku

Nauka NASA

NASA po hiszpańsku

Kosmiczne miejsce dla dzieci