Nieuw ongepubliceerd beeld komt naar ons toe vanuit de ruimte: het is wat er overblijft van een supernova
De James Webb-ruimtetelescoop van de NASA heeft een nieuw beeld vastgelegd van het overblijfsel van de supernova Cassiopeia A, die ons een ongekend en spectaculair beeld geeft. Laten we het samen bekijken.
Cassiopeia A, een supernovarest op 11.000 lichtjaar van de aarde
NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, CXC/SAO/JPL-Caltech/Steward/O. Krause et al., and NRAO/AUI - NASA's Fermi Closes on Source of Cosmic Rays
Cassiopeia A is het bekende supernovarest in het sterrenbeeld Cassiopeia, op een afstand van ongeveer 11.000 lichtjaar van de aarde. Het is het resultaat van de explosie van een massieve ster, die ongeveer 340 jaar geleden plaatsvond en waarvan het licht onze planeet bereikte in de 17e eeuw, maar zonder dat het destijds werd geregistreerd. Na de explosie bleef er een supernovarest achter, dat zich blijft uitbreiden in de ruimte. Het is buitengewoon interessant voor astronomen, omdat het een unieke kans biedt om de details van de stellaire explosie en de nucleaire processen die daar plaatsvonden te bestuderen.
Waarneming van Cassiopeia A door verschillende telescopen, waaronder telescopen die opereren op radio-, infrarood-, optische en röntgengolflengten, bracht een complexe interne structuur aan het licht. De samenstelling ervan omvat voornamelijk gas, stof en materiaal dat tijdens de explosie wordt uitgestoten. Gedetailleerde studies van Cassiopeia A hebben ook bijgedragen aan het begrip van de dynamiek van schokgolven die worden gegenereerd door stellaire explosies en hoe supernova's de stervorming in hun omgeving beïnvloeden. Het is daarom een fascinerend hemelobject, dat een uniek inzicht biedt in de dynamische en evolutionaire aard van het universum. Nu is de James Webb Space Telescope (JWST) erin geslaagd een nieuw beeld vast te leggen van het overblijfsel van deze beroemde supernova.
Het beeld van Cas A vastgelegd door de James Webb-telescoop
NASA
De James Webb Space Telescope is een project van NASA, de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA), ontworpen als opvolger van de Hubble Space Telescope. De lancering van JWST vond plaats op 18 december 2021 aan boord van een Ariane 5-raket vanuit Kourou, in Guyana. De telescoop werd in een baan rond de zon geplaatst, het Lagrangepunt genoemd, ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Door deze positie kan de telescoop beschermd blijven tegen zonlicht en een zeer lage bedrijfstemperatuur behouden. In tegenstelling tot Hubble, die voornamelijk in zichtbaar licht en ultraviolet waarneemt, is JWST geoptimaliseerd voor infraroodobservatie, waardoor het dicht ruimtestof kan binnendringen, koude, verre objecten kan observeren en belangrijke astrofysische verschijnselen kan bestuderen.
Waar de ontwerpers trots op zijn, is het nieuwe beeld dat van de rest van Cassiopeia A is verkregen en dat perfect lijkt te passen bij de kerstsfeer waarin het werd gepresenteerd. Precies in de feestelijke context van 2023 presenteerde de first lady van de VS, Jill Biden, de eerste adventskalender van het Witte Huis, waarmee ze deze inhuldigde samen met de nieuwe visie op de supernova, net zo helder als kerstverlichting. De nabij-infraroodcamera van de telescoop maakt het voor het eerst mogelijk een resolutie te verkrijgen die nog nooit eerder is bereikt bij dergelijke golflengten. Op deze manier was het mogelijk om de details te observeren van het uitzettende materiaal dat in aanraking kwam met het gas dat door de ster vrijkwam vóór zijn explosie.
Het detail van Cassiopeia A dat astronomen verbaasde
NASA
Vóór de James Webb-ruimtetelescoop was Cas A al in beeld gebracht door andere observatoria zowel op aarde als in de ruimte, zoals NASA's Chandra X-ray Observatory, de nu inactieve Spitzer-telescoop en de Hubble-ruimtetelescoop, maar geen enkele had ooit deze ongelooflijke resultaat bereikt. De meest recente studies van Cassiopeia A werden in april 2023 door de Webb-telescoop ingehuldigd, dankzij MIRI, een mid-infraroodinstrument dat verrassende en ongekende details in het omhulsel van de overblijfselen in beeld bracht. Deze details zijn echter niet zichtbaar in de afbeelding gemaakt door NIRCam, iets dat astronomen proberen te begrijpen.
Omdat infrarood licht niet zichtbaar is voor het menselijk oog, wordt het door beeldprocessors die door wetenschappers worden gebruikt, vertaald in zichtbaar gekleurd licht. In het laatste "portret" dat van het supernovarest is verkregen, wordt elke kleur geassocieerd met een specifieke activiteit die binnen het omhulsel plaatsvindt. Hoewel dit nieuwe beeld minder "helder" is dan het beeld van MIRI, is de reden uitsluitend te wijten aan de golflengten waarin het materiaal van supernova licht uitzendt. Wat opvalt zijn het oranje en lichtroze, samengesteld uit klontjes gas, met name zwavel, argon, neon en zuurstof. In het gas zit ook een mengsel van moleculen en stof, waaruit nieuwe sterren en planeten zullen ontstaan.
Danny Milisavljevic van Purdue University, Indiana, die het onderzoeksteam leidde, zei: "Met de resolutie van NIRCam kunnen we nu zien hoe de stervende ster volledig uiteenspatte toen hij explodeerde, waarbij filamenten achterbleven als kleine stukjes glas. Het is werkelijk ongelooflijk om, na al die jaren van onderzoek naar Cas A, nu in staat te zijn deze details op te lossen, die ons revolutionaire informatie verschaffen over hoe deze ster ontplofte.” Maar er is één detail dat wetenschappers enthousiast heeft gemaakt, in de rechter benedenhoek: de dwarsgestreepte massa genaamd Baby Cas A, die de “dochter” lijkt te zijn van de oorspronkelijke supernova, ongeveer 170 lichtjaar verwijderd van de rest van Cas A: het is een echo van licht van de eeuwenoude explosie, die het stof in de verte heeft bereikt en verhit. Een fenomeen dat de aandacht van onderzoekers heeft getrokken en dat een nieuw scenario biedt over de levenscyclus en overblijfselen van deze fascinerende supernova.
