Nowe spojrzenie na pozostałość po supernowej Kasjopeja A dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba

Niedawne obserwacje przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) dostarczyły niezwykle szczegółowych obrazów pozostałości po supernowej Kasjopeja A (Cas A). Ta pozostałość, będąca efektem wybuchu masywnej gwiazdy około 340 lat temu z perspektywy Ziemi, stanowi najnowszą znaną pozostałość po supernowej w naszej galaktyce. Dzięki zaawansowanym instrumentom JWST naukowcy zyskali możliwość dokładniejszego zbadania struktury i dynamiki ośrodka międzygwiazdowego w rejonie Cas A.

Obrazy uzyskane za pomocą kamery NIRCam (Near-Infrared Camera) JWST ukazują złożone detale wewnętrznej struktury pozostałości po supernowej. Najbardziej rzucającymi się w oczy elementami są skupiska jasnopomarańczowych i jasnoróżowych obłoków, tworzących wewnętrzną powłokę Cas A. Te niewielkie węzły gazu, składające się z pierwiastków takich jak siarka, tlen, argon i neon, zostały po raz pierwszy dostrzeżone dzięki wyjątkowej rozdzielczości NIRCam. Pozwalają one badaczom lepiej zrozumieć, w jaki sposób umierająca gwiazda rozpadła się podczas eksplozji.

Zewnętrzne obszary wewnętrznej powłoki przypominają dym z ogniska, co wskazuje na miejsca, w których wyrzucony materiał z eksplodującej gwiazdy zderza się z otaczającym gazem i pyłem międzygwiazdowym. Naukowcy sugerują, że biaława poświata w tych regionach jest wynikiem promieniowania synchrotronowego, generowanego przez naładowane cząstki poruszające się z ogromnymi prędkościami wzdłuż linii pola magnetycznego.

Image

Szczególną uwagę zwraca zielona struktura, nazwana przez badaczy "Zielonym Potworem", rozciągająca się po prawej stronie centralnej części pozostałości. Jej kształt i złożoność stanowią wyzwanie dla naukowców próbujących zrozumieć procesy zachodzące podczas eksplozji supernowej. Analiza danych z JWST, w połączeniu z obserwacjami z innych teleskopów, takich jak Chandra czy Hubble, pozwala na lepsze zrozumienie tych niezwykłych struktur.

Badanie Cas A za pomocą JWST ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia pochodzenia pyłu kosmicznego. Obserwacje wskazują, że nawet bardzo młode galaktyki we wczesnym Wszechświecie są wypełnione ogromnymi ilościami pyłu. Trudno wyjaśnić pochodzenie tego pyłu bez uwzględnienia supernowych, które wyrzucają duże ilości ciężkich pierwiastków – podstawowych składników pyłu – w przestrzeń kosmiczną. 

Jednak dotychczasowe obserwacje supernowych nie były w stanie jednoznacznie wyjaśnić ilości pyłu obserwowanego w tych młodych galaktykach. Dzięki badaniom Cas A za pomocą JWST astronomowie mają nadzieję lepiej zrozumieć zawartość pyłu w takich pozostałościach, co może przyczynić się do wyjaśnienia, gdzie powstają budulce planet i życia.

Supernowe, takie jak ta, która utworzyła Cas A, odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu życia, jakie znamy. Rozprzestrzeniają one pierwiastki, takie jak wapń w naszych kościach czy żelazo we krwi, w przestrzeni międzygwiazdowej, zasiewając nowe pokolenia gwiazd i planet. 

Analizując procesy zachodzące podczas eksplozji gwiazd, czytamy swoistą historię naszego pochodzenia. Jak zauważa Danny Milisavljevic z Purdue University, główny badacz programu JWST badającego Cas A: "Zrozumienie procesu wybuchu gwiazd to czytanie historii naszego własnego pochodzenia".

Pozostałość po supernowej Kasjopeja A rozciąga się na około 10 lat świetlnych i znajduje się w odległości 11 000 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Kasjopei. Dzięki zaawansowanym możliwościom obserwacyjnym JWST naukowcy mogą teraz badać te odległe i fascynujące struktury z niespotykaną dotąd precyzją, co otwiera nowe perspektywy w badaniach kosmosu i naszego w nim miejsca.