Как блестящее круглое украшение, остаток сверхновой Кассиопеи A (Cas A) сверкает на новом изображении, сделанном космическим телескопом NASA/ESA/CSA Джеймса Уэбба. Однако на сцене не все спокойно.
Камера NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) Вебба показывает очень сильный взрыв с разрешением, ранее недоступным для этих длин волн. Это изображение с высоким разрешением раскрывает сложные детали расширяющейся оболочки врезаемого в газ материала, который выделяет звезда перед тем, как взорваться.
Cas A является одним из наиболее хорошо изученных остатков сверхновой во всем космосе. На протяжении многих лет наземные и космические обсерватории, включая космический телескоп NASA/ESA Hubble, совместно собрали многоволновую картину потрепанных останков объекта.
Но теперь астрономы вступили в новую эру в изучении Cas A. В апреле 2023 года MIRI (Mid-Infrared Instrument) Вебба начал эту историю, обнаружив новые и неожиданные особенности во внутренней оболочке остатка сверхновой. Но многие из этих особенностей невидимы на новом изображении NIRCam и астрономы исследуют, почему это так.
Инфракрасный свет невидим для наших глаз, поэтому процессоры изображений и ученые представляют эти длины волн света видимыми цветами. На этом последнем изображении Cas A цвета были назначены разным фильтрам NIRCam, и каждый из этих цветов намекает на разную активность, происходящую внутри объекта.
На первый взгляд изображение NIRCam может показаться менее красочным, чем изображение MIRI. Однако это не означает, что информации меньше: она просто сводится к длинам волн, на которых материал в объекте излучает свет.
Самые заметные цвета на последнем изображении Вебба — это сгустки ярко-оранжевого и светло-розового цвета, которые образуют внутреннюю оболочку сверхновой остатка. Острый взгляд Вебба может обнаружить мельчайшие узелки газа, состоящие из серы, кислорода, аргона и неона от самой звезды. В этом газе содержится смесь пыли и молекул, которые впоследствии войдут в новые звезды и планетные системы. Некоторые нити мусора слишком крошечны, чтобы их можно было различить даже Уэббом, а это означает, что они имеют размер примерно 16 миллиардов километров или меньше (примерно 100 астрономических единиц). Для сравнения, вся Cas A охватывает 10 световых лет или примерно 96 триллионов км.
Сравнивая новое изображение Cas A в ближнем инфракрасном диапазоне, сделанное Веббом, с изображением в среднем инфракрасном диапазоне, его внутренняя полость и внешняя оболочка удивительно лишены цвета. Окраины основной внутренней оболочки, которые выглядели как оранжевые и красные на изображении MIRI, теперь выглядят как дым от костра. Это обозначает место, где взрывная сверхновая волна врезается в окружающий околозвездный материал. Пыль в околозвездном материале слишком холодная, чтобы быть обнаружена непосредственно в ближнем инфракрасном диапазоне, но светится в среднем инфракрасном диапазоне.
Исследователи пришли к выводу, что белый цвет — это свет от синхротронного излучения, излучаемый по всему электромагнитному спектру, включая ближнюю инфракрасную область. Его создают заряженные частицы, двигающиеся на чрезвычайно высоких скоростях и вращающиеся по спирали вокруг линий магнитного поля. Синхротронное излучение также видно в пузырьковидных оболочках в нижней половине внутренней полости.
Также не видно в ближнем инфракрасном диапазоне петлю зеленого света в центральной полости Cas A, которая светилась в среднем инфракрасном свете, которую исследовательская группа соответственно назвала «Зеленым монстром». Исследователи назвали эту функцию «трудной для понимания» во время первого обзора.
Хотя «зеленый» цвет Зеленого монстра не виден в NIRCam, то, что осталось в ближнем инфракрасном диапазоне в этой области, может дать понимание загадочной особенности. Круглые отверстия, видимые на изображении MIRI, слабо выделены белым и фиолетовым излучением на изображении NIRCam – это означает ионизированный газ. Исследователи считают, что это связано с тем, что обломки сверхновой звезды проталкиваются и формируют оставшийся после взрыва звезды газ.
Остаток сверхновой Cas A расположен в 11 000 световых лет от нас в созвездии Кассиопеи. С нашей точки зрения, он разразился примерно 340 лет назад.
