Залишок наднової Кассіопеї A (Cas A) виблискує на зображенні, нещодавно зробленому космічним телескопом CSA Джеймса Вебба. NIRCam (камера ближнього інфрачервоного діапазону) Вебба показує дуже сильний вибух із роздільною здатністю, яка раніше була недоступною для цих довжин хвиль.
Цей образ із високою роздільною здатністю розкриває складні деталі розширюваної оболонки матеріалу, що врізається в газ, який виділяє зірка перед тим, як вибухнути.
Нова ера вивчення Cas A
Cas A є одним із найкраще вивчених залишків наднової у всьому космосі. Протягом багатьох років наземні та космічні обсерваторії, включно з космічним телескопом Хаббл, спільно збирали багатохвильову картину пошматованих останків об’єкта.
Однак тепер астрономи вступили в нову еру у вивченні Cas A. У квітні 2023 року MIRI (Infrared Instrument) Вебба розпочав цю історію, виявивши нові та несподівані особливості у внутрішній оболонці залишку наднової. Але багато з цих особливостей невидимі на новому зображенні NIRCam, і астрономи досліджують, чому це так.
Інфрачервоне світло невидиме для наших очей, тому процесори зображень і вчені представляють ці довжини хвиль світла видимими кольорами. На цьому останньому зображенні Cas A кольори були призначені різним фільтрам NIRCam, і кожен із цих кольорів натякає на різну активність, що відбувається в об’єкті.
На перший погляд зображення NIRCam може здатися менш барвистим, ніж зображення MIRI. Однак це не означає, що інформації менше: вона просто зводиться до довжин хвиль, на яких матеріал в об’єкті випромінює світло.
Порівняння зображень
Найпомітніші кольори на останньому зображенні Вебба – це згустки яскраво-помаранчевого та світло-рожевого кольорів, які складають внутрішню оболонку залишку наднової. Гострий, як бритва, погляд Вебба може виявити найдрібніші вузлики газу, що складаються з сірки, кисню, аргону та неону з самої зірки. У цьому газі міститься суміш пилу та молекул, які згодом увійдуть до нових зірок і планетних систем. Деякі нитки сміття надто крихітні, щоб їх можна було розрізнити навіть Веббом, а це означає, що їх розміри не перевищують 16 мільярдів кілометрів (приблизно 100 астрономічних одиниць). Для порівняння, вся Cas A охоплює 10 світлових років, або приблизно 96 трильйонів кілометрів.
Авторство: NASA, ESA, CSA, STScI, Д. Мілісавлєвіч (Університет Пердью), Т. Темім (Прінстонський університет), І. Де Лозе (Університет Гента)
Якщо порівнювати нове зображення Cas A, зроблене Веббом у ближньому інфрачервоному діапазоні, із зображенням у середньому інфрачервоному діапазоні, його внутрішня порожнина та зовнішня оболонка дивним чином позбавлені кольору. Окраїни основної внутрішньої оболонки, які виглядали як темно-помаранчеві та червоні на зображенні MIRI, тепер виглядають як дим від багаття. Це позначає місце, де вибухова хвиля наднової врізається в навколишній навколозоряний матеріал. Пил у навколозоряному матеріалі занадто холодний, щоб бути виявлений безпосередньо в ближньому інфрачервоному діапазоні, але світиться в середньому інфрачервоному діапазоні.
Спектри випромінювання
Дослідники прийшли до висновку, що білий колір – це світло від синхротронного випромінювання, яке випромінюється по всьому електромагнітному спектру, включаючи ближню інфрачервону область. Його створюють заряджені частинки, що рухаються на надзвичайно високих швидкостях і обертаються по спіралі навколо ліній магнітного поля. Синхротронне випромінювання також видно в бульбашкоподібних оболонках у нижній половині внутрішньої порожнини.
Також не видно в ближньому інфрачервоному діапазоні петлю зеленого світла в центральній порожнині Cas A, яка світилася в середньому інфрачервоному світлі, яку дослідницька група відповідно назвала Зеленим монстром. Дослідники назвали цю функцію «важкою для розуміння» під час першого огляду.
Хоча «зелений» колір Зеленого монстра не видно в NIRCam, те, що залишилося в ближньому інфрачервоному діапазоні в цій області, може дати розуміння загадкової особливості. Круглі отвори, видимі на зображенні MIRI, слабо виділені білим і фіолетовим випромінюванням на зображенні NIRCam — це означає іонізований газ. Дослідники вважають, що це пов’язано з тим, що уламки наднової зірки проштовхуються та формують газ, який залишився після вибуху зірки.
Авторство: NASA, ESA, CSA, STScI, Д. Мілісавлєвіч (Університет Пердью), Т. Темім (Прінстонський університет), І. Де Лозе (Університет Гента)
Відлуння Кассіопеї
Дослідники також були абсолютно приголомшені однією захоплюючою особливістю в нижньому правому куті поля зору NIRCam. Вони називають цю велику смугасту краплю Baby Cas A — тому що вона виглядає як породження головної наднової.
Це легке вудлуння. Світло від давнього вибуху зірки досягло й нагріло далекий пил, який світиться, охолоджуючись. Складність структури пилу та очевидна близькість Baby Cas A до самого Cas A особливо інтригують дослідників. Насправді Baby Cas A знаходиться приблизно на 170 світлових роках позаду залишку наднової.
Є також кілька інших, менших світлових відлунь, розкиданих по новому портрету Вебба.
Залишок наднової Cas A розташований на відстані 11 000 світлових років від нас у сузір’ї Кассіопеї. З нашої точки зору, він вибухнув приблизно 340 років тому.
