Objekti u svemiru otkrivaju različite aspekte svog sastava i ponašanja na različitim talasnim dužinama svetlosti. Ostatak supernove Kasiopeja A (Cas A) je jedan od najbolje proučavanih objekata u Mlečnom putu u spektru talasnih dužina. Međutim, još uvek postoje tajne skrivene u otrcanim ostacima zvezde.
Najnovije su otključane pomoću jednog od najnovijih alata u istraživačkoj kutiji sa alatima, svemirskog teleskopa James Vebb—a Vebov nedavni pogled u bliskom infracrvenom spektru oduševio je istraživače.
Poput sjajnog, okruglog ukrasa spremnog za postavljanje na savršeno mesto na prazničnom drvetu, ostatak supernove Kasiopeja A (Cas A) blista na novoj slici sa NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb.
U okviru praznika 2023. u Beloj kući, prva dama Sjedinjenih Država dr Džil Bajden je debitovala za prvi adventski kalendar Bele kuće. Da bi prikazali „magiju, čudo i radost“ praznične sezone, dr Bajden i NASA slave ovom novom Vebovom slikom.
Iako je sve svetlo, ova scena nije poslovična tiha noć. Vebov NIRCam (bliska infracrvena kamera) pogled na Cas A prikazuje ovu zvezdanu eksploziju u rezoluciji koja je ranije bila nedostižna na ovim talasnim dužinama. Ovaj izgled visoke rezolucije otkriva zamršene detalje ekspanzivne ljuske materijala koja udara u gasnu komoru zvezde pre nego što je eksplodirala.
Cas A je jedan od najbolje proučavanih ostataka supernove u celom kosmosu. Tokom godina, zemaljske i svemirske opservatorije, uključujući NASA-inu rendgensku opservatoriju Chandra, svemirski teleskop Hubble i penzionisani svemirski teleskop Spitzer, sastavili su sliku ostatka objekta sa više talasnih dužina.
Međutim, astronomi su sada ušli u novu eru u proučavanju Cas A. U aprilu 2023, Vebov MIRI (srednji infracrveni instrument) započeo je ovo poglavlje, otkrivajući nove i neočekivane karakteristike unutar unutrašnje ljuske ostatka supernove. Mnoge od tih karakteristika su nevidljive na novoj slici NIRCam-a, a astronomi istražuju zašto.
Infracrvena svetlost je nevidljiva našim očima, tako da procesori slike i naučnici prevode ove talasne dužine svetlosti u vidljive boje. Na ovoj najnovijoj slici Cas A, boje su dodeljene različitim filterima iz NIRCam-a, a svaka od tih boja nagoveštava različite aktivnosti koje se dešavaju unutar objekta.
Na prvi pogled, NIRCam slika može izgledati manje šarena od MIRI slike. Međutim, ovo se jednostavno svodi na talasne dužine u kojima materijal iz objekta emituje svoju svetlost.
Najprimetnije boje na Vebovoj najnovijoj slici su grudvice predstavljene u svetlo narandžastoj i svetlo ružičastoj boji koje čine unutrašnju školjku ostatka supernove. Vebov oštar pogled može da otkrije i najsitnije čvorove gasa, koji se sastoje od sumpora, kiseonika, argona i neona iz same zvezde.
Ugrađena u ovaj gas je mešavina prašine i molekula, koji će na kraju postati komponente novih zvezda i planetarnih sistema. Neki filamenti krhotina su suviše sićušni da bi ih čak i Veb razrešio, što znači da su uporedivi sa ili manjim od 10 milijardi milja u prečniku (oko 100 astronomskih jedinica). Za poređenje, ceo Cas A prostire se na 10 svetlosnih godina u prečniku ili 60 triliona milja.
„Sa rezolucijom NIRCam-a, sada možemo da vidimo kako se umiruća zvezda apsolutno razbila kada je eksplodirala, ostavljajući za sobom filamente slične sitnim komadićima stakla“, rekao je Danni Milisavljević sa Univerziteta Purdue, koji vodi istraživački tim. „Zaista je neverovatno nakon svih ovih godina proučavanja Cas A da sada rešimo te detalje, koji nam pružaju transformacioni uvid u to kako je ova zvezda eksplodirala.
Skriveno zeleno čudovište
Kada se uporedi Veb-ov novi bliski infracrveni pogled na Cas A sa srednjim infracrvenim pogledom, njegova unutrašnja šupljina i spoljašnja školjka su neobično lišene boje.
Predgrađe glavne unutrašnje školjke, koja se na MIRI slici pojavila kao tamno narandžasta i crvena, sada izgleda kao dim iz logorske vatre. Ovo označava gde se talas eksplozije supernove zabija u okolni materijal oko zvezda. Prašina u okozvezdanom materijalu je previše hladna da bi se detektovala direktno na talasnim dužinama blizu infracrvenog spektra, ali svetli u srednjem infracrvenom.
Istraživači kažu da je bela boja svetlost sinhrotronskog zračenja, koje se emituje kroz elektromagnetni spektar, uključujući bliski infracrveni. Generišu ga naelektrisane čestice koje putuju izuzetno velikim brzinama spiralno oko linija magnetnog polja. Sinhrotronsko zračenje je takođe vidljivo u školjkama poput mehurića u donjoj polovini unutrašnje šupljine.
Takođe se ne vidi u skoro infracrvenom pogledu je petlja zelenog svetla u centralnoj šupljini Cas A koja je sijala u srednjem infracrvenom spektru, koju je istraživački tim nazvao Zeleno čudovište. Ovu osobinu su istraživači opisali kao „izazov za razumevanje“ u vreme njihovog prvog pogleda.
Dok „zeleno“ zelenog čudovišta nije vidljivo u NIRCam-u, ono što je preostalo u bliskom infracrvenom zračenju u tom regionu može pružiti uvid u misterioznu osobinu. Kružne rupe vidljive na MIRI slici su slabo ocrtane u beloj i ljubičastoj emisiji na NIRCam slici – ovo predstavlja jonizovani gas. Istraživači veruju da je to zbog krhotina supernove koji se probijaju i stvaraju gas koji je ostavila zvezda pre nego što je eksplodirala.
Beba Kas A
Istraživači su takođe bili apsolutno zapanjeni jednom fascinantnom karakteristikom u donjem desnom uglu vidnog polja NIRCam-a. Tu veliku, prugastu mrlju zovu Babi Cas A—jer izgleda kao potomak glavne supernove.
Ovo je svetlosni eho, gde je stigla svetlost od davne eksplozije zvezde i zagreva daleku prašinu, koja svetli dok se hladi. Zamršenost uzorka prašine i očigledna blizina Babi Cas A samom Cas A posebno su intrigantni za istraživače. U stvari, Babi Cas A se nalazi oko 170 svetlosnih godina iza ostatka supernove.
Postoji i nekoliko drugih, manjih svetlosnih odjeka rasutih po Vebovom novom portretu.
Ostatak supernove Cas A nalazi se na udaljenosti od 11.000 svetlosnih godina u sazvežđu Kasiopeja. Procenjuje se da je eksplodirala pre oko 340 godina sa naše tačke gledišta.
