NASA heeft een nieuwe afbeelding vrijgegeven van het supernova-overblijfsel Cassiopeia A (Cas A), gemaakt door de James Webb Space Telescope (JWST). JWST gebruikte zijn nabij-infraroodcamera (NIRCam) om Cas A op een andere manier in beeld te brengen, ondanks dat het een van de meest bestudeerde supernovaresten in de kosmos is.
[Related: An amateur astronomer spotted a new supernova remarkably close to Earth.]
Cas A bevindt zich op ongeveer 11.000 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Cassiopeia. Het is gemaakt van de overblijfselen van een gigantische ster die volgens astronomen ongeveer 340 jaar geleden explodeerde. Sindsdien hebben NASA’s Chandra X-Ray Observatory, de Hubble Space Telescope en de inmiddels gepensioneerde Spitzer Space Telescope een beeld op meerdere golflengten samengesteld van de overblijfselen van de stellaire explosie. JWST stelde astronomen in staat Cas A op verschillende golflengten waar te nemen. De afbeelding toont meer ingewikkelde details van deze uitgestrekte schil van materiaal die inslaat op het gas dat de ster uitspuugde voordat deze explodeerde.
Kleur codering
In april onthulde een afbeelding van Cas A, gemaakt door JWST’s Mid-Infrared Instrument, enkele nieuwe en verrassende kenmerken in de binnenschaal. Astronomen onderzoeken nu waarom veel van deze kenmerken ook aanwezig zijn in een nieuwe NIRCam-opname, die een ander beeld biedt van hetzelfde supernova-overblijfsel.
Voor het menselijk oog is infrarood licht onzichtbaar. Beeldverwerkers en wetenschappers vertalen deze golflengten van licht in zichtbare kleuren voor afbeeldingen zoals deze. De kleuren worden toegewezen aan verschillende filters van JWST’s NIRCam, die in het nabij-infrarood ziet. Elke tint verwijst naar iets anders dat gebeurt in Cas A.
Clusters van feloranje en lichtroze kleuren vormen de binnenste schil van het supernova-overblijfsel. JWST ontdekte kleine gasknopen bestaande uit zwavel, zuurstof, argon en neon, afkomstig van de nu geëxplodeerde ster zelf. In het gas is een mengsel van stof en moleculen ingebed dat op een dag componenten zou moeten worden van nieuwe sterren en planetaire systemen.
“Met de resolutie van NIRCam kunnen we nu zien hoe de stervende ster absoluut uiteenspatte toen hij explodeerde, waardoor filamenten achterbleven die op kleine stukjes glas leken”, zei astronoom Danny Milisavljevic van de Purdue Universiteit in een verklaring. “Het is echt verbazingwekkend dat we na al die jaren Cas A hebben bestudeerd, nu die details kunnen oplossen, die ons een transformerend inzicht geven in hoe deze ster explodeerde.”
In het nieuwe nabij-infraroodbeeld zijn de binnenholte en de buitenste schil van Cas A minder kleurrijk vergeleken met het midden-infraroodbeeld dat eerder door JWST werd verkregen. Het gebied dat er bij opname door MIRI diep oranje en rood uitzag, ziet er nu meer wit uit als rook. Dit laat zien waar de schokgolf van de eerste explosie van de ster in botsing komt met het omringende materiaal rond de ster. Het stof is te koud om direct te worden gedetecteerd op nabij-infrarode golflengten, maar gloeit in het midden-infrarood.
[Related: Astronomers just confirmed a new type of supernova.]
Het team denkt dat de rookachtige delen van het beeld afkomstig zijn van synchrotronstraling. Dit soort licht wordt uitgezonden door het hele elektromagnetische spectrum, inclusief het nabij-infrarood. Synchrotronstraling wordt veroorzaakt door geladen deeltjes die met zeer hoge snelheden door de ruimte razen en rond magnetische veldlijnen draaien.
Het ontbrekende ‘Groene Monster’ en de nieuwe ‘baby’
Een lus van groen licht in de centrale holte, het Groene Monster genaamd, is ook niet te zien in deze nieuwe afbeelding. Toen het voor het eerst werd opgemerkt, beschreven onderzoekers het als “uitdagend om te begrijpen”. Hoewel onzichtbaar in de NIRCam-afbeelding, zijn de ronde gaten die net zichtbaar waren in de vorige MIRI-afbeelding in deze nieuwe NIRCam-afbeelding vaag omlijnd in wit en paars. Wit en paars vertegenwoordigen geïoniseerd gas. Het team denkt dat het geïoniseerde gas wordt veroorzaakt doordat supernova-puin doorbreekt en het gas vormt dat de ster heeft achtergelaten voordat deze explodeerde.
Hoewel het Groene Monster misschien ontbrak op de afbeelding van NIRCam, stond het team een andere verrassing te wachten. Er was een grote vlek zichtbaar in de rechter benedenhoek van het gezichtsveld van NIRCam. Deze gigantische klodder wordt Baby Cas A genoemd omdat hij lijkt op het nageslacht van het belangrijkste supernova-overblijfsel.
Baby Cas A is een lichte echo, waarbij licht van een sterexplosie van lang geleden verre stof verwarmt. Dit verre stof gloeit terwijl het afkoelt. Het team is vooral geïntrigeerd door het complexe stofpatroon van Baby Cas A en de nabijheid ervan tot Cas A zelf. Baby Cas A bevindt zich waarschijnlijk ongeveer 170 lichtjaar voorbij het supernova-overblijfsel.