Nowe obserwacje w bliskiej podczerwieni z teleskopu Webba ujawniają skomplikowane sploty pozostałości po wybuchu dawnej gwiazdy.
To nowe zdjęcie w podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (James Webb Space Telescope – JWST) ujawnia skomplikowane węzły, girlandy i pasma szczątków znajdujących się wewnątrz rozszerzającej się pozostałości po supernowej Kasjopea A. Źródło Cas A leży w odległości około 11 tysięcy lat świetlnych od Ziemi i uformowało się ponad 300 lat temu, gdy wybuchła tam bardzo masywna gwiazda. Badania spektroskopowe echa świetlnego tej eksplozji, czyli efektu odbicia błysku od otaczających ją drobin pyłu, wykazały już wcześniej, że była to supernowa typu IIb, czyli następstwo wybuchu wielkiej gwiazdy pozbawionej większości swej wodorowej otoczki.
Astronomowie pracujący za pomocą JWST opublikowali wcześniej w tym roku inne zdjęcie Cas A (patrz poniżej). Obraz ten został złożony z danych w średniej podczerwieni i zaznaczony na czerwono-pomarańczowo w miejscach, w których rozszerzająca się fala uderzeniowa wbija się w materiał otaczający martwą gwiazdę. Natomiast na obecnie nowym zdjęciu zewnętrzne obszary zostały zabarwione na biało. Nie jest to jedynie zabieg estetyczny, ale wybór dokonany w celu podkreślenia, że patrzymy w rzeczywistości na różne rodzaje emisji: w średniej podczerwieni wykrywano świecący pył, a teraz na zdjęciu wykonanym w bliskiej podczerwieni widzimy emisję elektronów poruszających się z zawrotną prędkością wzdłuż linii pola magnetycznego.
Kasjopeja A ukazana przez kamerę JWST działającą w średniej podczerwieni. Obraz łączy w sobie różne filtry: z kolorem czerwonym przypisanym do 25,5 mikrona, pomarańczowo-czerwonym do 21 mikronów, pomarańczowym do 18 mikronów, żółtym do 12,8 mikrona, zielonym do 11,3 mikrona, cyjanowym do 10 mikronów, jasnoniebieskim do 7,7 mikrona i niebieskim do 5,6 mikrona. (NASA / ESA / CSA / Danny Milisavljevic (Purdue University) / Tea Temim (Princeton University) / Ilse De Looze (UGent); Przetwarzanie obrazu: Joseph DePasquale (STScI))
Najbardziej przyciągającą uwagę częścią pierwszego obrazu w bliskiej podczerwieni są różowawe wstęgi i girlandy. To pozostałości po nieżyjącej już gwieździe, które składają się z siarki, tlenu, argonu i neonu. Całość przyprószona jest pyłem. Obszar Cas A rozciąga się na około 10 lat świetlnych, ale niektóre z tych włókien wyrzutowych są tak małe, że umykają nawet rozdzielczości JWST przy tej odległości, co oznacza, że ich wielkość wynosi co najwyżej 100 jednostek astronomicznych – około dwa razy więcej niż rozmiar Układu Słonecznego, jeśli uwzględnimy główną część Pasa Kuipera za orbitą Neptuna.
Pył odgrywa ważną rolę w ewolucji gwiazd. Pomaga schłodzić gaz, umożliwiając jego zapadanie się i formowanie kolejnych gwiazd. Astronomowie wciąż zastanawiają się, co właściwie jest głównym źródłem pyłu we Wszechświecie. Pewna jego ilość pochodzi ze starzejących się, nabrzmiałych olbrzymów, które pozbywają się swoich zewnętrznych warstw w wyniku działania wiatrów gwiazdowych – ale obiekty te nie formują się na tyle szybko, by wyjaśnić dużą ilość pyłu występującą we wczesnym kosmosie.
Supernowe również wytwarzają pył, który tworzy się w stygnącym, wyrzucanym z nich materiale. Problem polega na tym, że supernowe niszczą ten sam pył, który tworzą. Fala uderzeniowa powstała w wyniku rozerwania otaczającego materiału odbija się z powrotem do wnętrza tego, co pozostało, ogrzewając i tym samym niszcząc pył. Jednak zaobserwowana bardzo zbita natura wyrzuconej z Cas A materii, którą ujawnia JWST, może przynajmniej częściowo wyjaśnić, w jaki sposób pył przetrwał ten proces: jego ziarna mogą schronić się głęboko w obrębie skupisk materiału, z dala od niszczycielskich efektów fali uderzeniowej.
Czytaj więcej:
Źródło: Skyandtelescope.org
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: Nowy obraz w bliskiej podczerwieni z kamery NIRCam teleskopu kosmicznego Jamesa Webba NASA przedstawiający pozostałość po supernowej Kasjopeja A. W prawym dolnym rogu znajduje się echo świetlne utworzone przez światło pochodzące z dawnej eksplozji gwiazdy, które odbija się od otaczającego pyłu. (NASA / ESA / CSA / STScI / Danny Milisavljevic (Purdue University) / Ilse De Looze (UGent) / Tea Temim (Princeton University))
