Webb Uzay Teleskobu, patlayan yıldızın çarpıcı yüksek çözünürlüklü görüntüsünde gizli ‘yeşil canavarı’ keşfediyor

Yakın kızılötesi ışıkta gizemli özellikler gizleniyor

Uzaydaki nesneler, ışığın farklı dalga boylarında bileşimlerinin ve davranışlarının farklı yönlerini ortaya çıkarır. Cassiopeia süpernova kalıntısı (Cas A), dünyada en iyi çalışılan nesnelerden biridir. Samanyolu dalga boyu spektrumu boyunca. Ancak yıldızın parçalanmış kalıntılarının içinde hâlâ sırlar saklıydı.

En Son Araçlar, Araştırmacı Araç Seti’ndeki en yeni araçlardan biri tarafından açılır. NASA‘S James Webb Uzay TeleskobuWebb’in yakın kızılötesi ışığa son bakışı araştırmacıları şaşkına çevirdi.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam’inden (yakın kızılötesi kamera) alınan yeni yüksek çözünürlüklü görüntü, Cassiopeia A (Cas A) süpernova kalıntısının karmaşık ayrıntılarını ortaya çıkarıyor ve genişleyen malzeme kabuğunun yıldızın patlamadan önce ürettiği gazla çarpışmasını gösteriyor . . . İmaj kredisi: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Princeton Üniversitesi)

Webb, patlayan yıldıza yeni, yüksek çözünürlüklü bir bakışla NASA’yı şaşkına çevirdi

Tatil ağacındaki mükemmel noktaya yerleştirilmeye hazır parlak, yuvarlak bir süs gibi, süpernova Cassiopeia A’nın (Cas A) kalıntısı, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan yeni bir görüntüde parlıyor.

bir parçası olarak Beyaz Saray’da 2023 Tatili, Amerika Birleşik Devletleri’nin First Lady’si Dr. Jill Biden, ilk Beyaz Saray Advent Takvimini başlattı. Dr. Biden ve NASA, tatil sezonunun “sihrini, harikasını ve neşesini” sergilemek için Webb’in bu yeni görseliyle kutlama yapıyor.

Her şey parlak olsa da bu sahne o meşhur sessiz gece değil. Cas A’nın Webb NIRCam’i (yakın kızılötesi kamera), bu yıldız patlamasını daha önce bu dalga boylarında ulaşılamayan bir çözünürlükte görüntüler. Bu yüksek çözünürlüklü görüntü, patlamadan önce yıldızın saldığı gazla çarpışan genişleyen malzeme kabuğunun karmaşık ayrıntılarını ortaya çıkarıyor.

Cas A, tüm evrendeki en iyi çalışılmış süpernova kalıntılarından biridir. Yıllar geçtikçe NASA dahil yer tabanlı ve uzay tabanlı gözlemevleri Chandra X-ışını Gözlemevi, Hubble uzay teleskobuVe emekli Spitzer Uzay Teleskobu Cesedin kalıntılarının çok dalga boylu bir görüntüsünü derlediler.

Ancak gökbilimciler Cas A araştırmalarında artık yeni bir döneme girdiler. Nisan 2023’te Webb’in MIRI aygıtı (Orta Kızılötesi Aygıt) keşfedildi. Bu bölüm başladısüpernova kalıntısının iç kabuğundaki yeni ve beklenmedik özellikleri ortaya çıkarıyor. Bu özelliklerin çoğu yeni NIRCam görüntüsünde görünmüyor ve gökbilimciler bunun nedenini araştırıyor.

Bu görüntü, Webb’in NIRCam’i (yakın kızılötesi kamera) kullanılarak görülen Cassiopeia A süpernova kalıntısının birkaç ilginç özelliğini vurgulamaktadır:
1. NIRCam’in dikkat çekici çözünürlüğü yıldızın kendisinden kükürt, oksijen, argon ve neondan oluşan küçük gaz düğümlerini tespit edebilmektedir. Bazı enkaz iplikçikleri Webb tarafından bile çözülemeyecek kadar küçüktür, bu da onların 10 milyar mil (yaklaşık 100 astronomik birim) ile kıyaslanabilir veya daha az olduğu anlamına gelir. Araştırmacılar bunun, yıldızın patladığında nasıl cam gibi parçalandığını temsil ettiğini söylüyor.
2. Cas A’nın iç boşluğundaki bir yeşil ışık halkası olan Yeşil Canavar’ın içindeki MIRI görüntüsünde görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla hafifçe çevrelenmiştir – bu, iyonize gazı temsil eder. Araştırmacılar bunun, süpernova kalıntılarının gazın içinden geçerek yıldızın patlamadan önce geride bıraktığı gazı oluşturmasından kaynaklandığına inanıyor.
3. Bu, Cas A’nın NIRCam görüntüsünde görülebilen birkaç ışık yankısından biridir. Işık yankısı, yıldızın uzun süredir patlayan patlamasından gelen ışık, soğurken parıldayan uzaktaki toza ulaşıp onu ısıttığında meydana gelir.
4. NIRCam, araştırmacıların Baby Cas A adını verdiği özellikle büyük, karmaşık bir ışık yankısını yakaladı. Aslında süpernova kalıntısının yaklaşık 170 ışıkyılı arkasında yer alıyor.
İmaj kredisi: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Princeton Üniversitesi)

“Cam kırıkları gibi”

Kızılötesi ışık gözlerimiz tarafından görülemediğinden, görüntü işlemcileri ve bilim adamları bu dalga boylarındaki ışığı görünür renklere dönüştürürler. Cas A’nın bu yeni görüntüsünde renkler farklı NIRCam filtrelerine atanmıştır ve bu renklerin her biri nesne içinde meydana gelen farklı bir aktiviteyi gösterir.

İlk bakıştaNIRCam görüntüsü MIRI görüntüsünden daha az renkli görünebilir. Ancak bu sadece nesnenin malzemesinin ışığını yaydığı dalga boylarından kaynaklanmaktadır.

Bu video, Webb’in Cassiopeia A (Cas A) süpernova kalıntısının NIRCam (yakın kızılötesi kamera) görüntüsünü gezdiriyor. NIRCam’in yüksek çözünürlüğü, yıldızın patlamasından kalan küçük gaz düğümlerinin yanı sıra görüş alanına dağılmış ışık yankılarını da tespit eder.

Webb’in yeni görüntüsünde en görünür renkler, süpernova kalıntısının iç kabuğunu oluşturan parlak turuncu ve açık pembe yığınlardır. Webb’in keskin görüşü, yıldızın kendisinden gelen kükürt, oksijen, argon ve neondan oluşan en küçük gaz düğümlerini dahi tespit edebiliyor. Bu gaz, sonunda yeni yıldızların ve gezegen sistemlerinin bileşenleri haline gelecek olan toz ve parçacıkların bir karışımıdır. Enkaz iplikçiklerinden bazıları o kadar küçüktür ki Loeb bile bunları çözemez; bu da bunların çapının 10 milyar mil (yaklaşık 100 astronomik birim) ile kıyaslanabilir veya daha az olduğu anlamına gelir. Karşılaştırıldığında, Cas A’nın tamamı 10 ışıkyılı veya 60 trilyon mil genişliğindedir.

Araştırma ekibine liderlik eden Purdue Üniversitesi’nden Dani Milisavljeviç, “NIRCam’in çözünürlüğü sayesinde, ölmekte olan yıldızın patlarken nasıl tamamen parçalandığını ve arkasında küçük cam parçalarına benzeyen filamentler bıraktığını artık görebiliyoruz” dedi. “Bunca yıl Cas A üzerinde çalıştıktan sonra artık bu ayrıntıları çözebilmemiz gerçekten inanılmaz, bu da bize bu yıldızın nasıl patladığına dair dönüştürücü bir fikir veriyor.”

Bu görüntü, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam (yakın kızılötesi kamera) ve MIRI (orta kızılötesi alet) kameraları tarafından yakalanan Cassiopeia A (Cas A) süpernova kalıntısının yan yana karşılaştırılmasını sağlar.
İlk bakışta, Webb’in NIRCam görüntüsü genel olarak MIRI görüntüsünden daha az renkli görünüyor, ancak bu yalnızca nesneden gelen malzemenin ışığını yaydığı dalga boylarından kaynaklanıyor. NIRCam görüntüsü, artan çözünürlüğü nedeniyle MIRI görüntüsünden biraz daha keskin görünür.
MIRI görüntüsünde koyu turuncu ve kırmızı görünen ana iç kabuğun kenarları, NIRCam görüntüsünde kamp ateşinden çıkan dumana benziyor. Bu, süpernovanın patlama dalgasının yıldızı çevreleyen malzemeyle çarpıştığı yeri ifade eder. Yıldızı çevreleyen malzemedeki toz, yakın kızılötesi dalga boylarında doğrudan tespit edilemeyecek kadar soğuktur ancak orta kızılötesinde parlamaktadır.
Yakın kızılötesi görüntüde ayrıca, araştırma ekibinin Yeşil Canavar olarak adlandırdığı, orta kızılötesinde parlayan Cas A’nın merkezi boşluğundaki yeşil ışık halkası da eksikti. Bununla birlikte, MIRI görüntüsünde Yeşil Canavarın içindeki görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla hafifçe çevrelenmiştir.
İmaj kredisi: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Princeton Üniversitesi)

Gizli yeşil canavar

Webb’in Cas A’nın yeni yakın kızılötesi görüntüsünü orta kızılötesi görünümüyle karşılaştırdığımızda, iç boşluğu ve dış kabuğu garip bir şekilde renksizdir.

MIRI görüntüsünde koyu turuncu ve kırmızı renkte görünen ana iç kabuğun kenarları artık kamp ateşinden çıkan dumana benziyor. Bu, süpernovanın patlama dalgasının yıldızı çevreleyen malzemeyle çarpıştığı yeri ifade eder. Yıldızı çevreleyen malzemedeki toz, yakın kızılötesi dalga boylarında doğrudan tespit edilemeyecek kadar soğuktur ancak orta kızılötesinde parlamaktadır.

Araştırmacılar beyaz rengin, yakın kızılötesi de dahil olmak üzere elektromanyetik spektrum boyunca yayılan sinkrotron radyasyonundan gelen ışık olduğunu söylüyor. Yüklü parçacıkların son derece yüksek hızlarda hareket etmesi ve manyetik alan çizgileri etrafına sarılmasıyla üretilirler. Sinkrotron radyasyonu, iç boşluğun alt yarısındaki kabarcık benzeri kabuklarda da görülebilir.

Bu yakın çekim video, Cassiopeia A (Cas A) süpernova kalıntısının gökyüzündeki göreceli konumunu göstermektedir. Merhum astrofotoğrafçı Akira Fujii’nin yerden çekilmiş bir görüntüsüyle başlıyor. Gökyüzünün daha küçük bölümlerine yaklaştıkça, Dijital Gökyüzü Araştırmasından alınan bir görüntüye dönüşüyor. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki NIRCam’den (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan Cas A görüntüsündeki çapraz geçiş ve NASA’nın kamerasından gelen ek vuruşlarla sona eriyor. Hubble uzay teleskobu resim.

Yakın kızılötesi görüntüde ayrıca, araştırma ekibinin Yeşil Canavar olarak adlandırdığı, orta kızılötesinde parlayan Cas A’nın merkezi boşluğundaki yeşil ışık halkası da eksikti. Bu özellik, araştırmacılar tarafından ilk bakışta “anlaşılması zor” olarak nitelendirildi.

Yeşil canavarın yeşil rengi NIRCam’de görülmese de, o bölgede kalan yakın kızılötesi ışık, bu gizemli özelliğe ışık tutabilir. MIRI görüntüsünde görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla hafifçe çevrelenmiştir; bu, iyonize gazı temsil eder. Araştırmacılar bunun, süpernova kalıntılarının gazın içinden geçerek yıldızın patlamadan önce geride bıraktığı gazı oluşturmasından kaynaklandığına inanıyor.

Webb’in NIRCam’i (yakın kızılötesi kamera) tarafından çekilen Cassiopeia süpernova kalıntısının bu görüntüsü, referans olarak pusula oklarını, ölçek çubuğunu ve renk anahtarını göstermektedir.
Kuzey ve doğu pusula okları görüntünün gökyüzündeki yönünü gösterir.
Ölçek çubuğu, ışığın bir Dünya yılında kat ettiği mesafe olan ışık yılı cinsinden ifade edilir. (Işığın, ölçek çubuğunun uzunluğuna eşit bir mesafeyi kat etmesi 3 yıl sürer.) Bir ışık yılı yaklaşık 5,88 trilyon mile veya 9,46 trilyon kilometreye eşittir.
Bu görüntü, yakın kızılötesi ışığın görünmez dalga boylarının görünür ışığın renklerine dönüştürülmesini gösteriyor. Renk tuşu, ışığı toplarken hangi NIRCam filtrelerinin kullanıldığını gösterir. Her filtre adının rengi, o filtreden geçen kızılötesi ışığı temsil etmek için kullanılan görünür ışığın rengidir.
İmaj kredisi: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Princeton Üniversitesi)

Bebek Cass A

Araştırmacılar ayrıca NIRCam’in görüş alanının sağ alt köşesindeki dikkat çekici özellik karşısında da hayrete düştüler. Bu büyük, çizgili damlaya Baby Cas A adını veriyorlar çünkü büyük bir süpernovanın soyundan geliyor gibi görünüyor.

Bu, yıldızın patlamasından gelen ışığın uzun zaman önce geldiği ve soğudukça parıldayan uzaktaki tozu ısıttığı ışık yankısıdır. Toz deseninin karmaşıklığı ve Baby Cas A’nın Cas A’ya görünürdeki yakınlığı araştırmacıların özellikle ilgisini çekiyor. Aslında Baby Cas A, süpernova kalıntısının yaklaşık 170 ışıkyılı ötesinde yer alıyor.

Ayrıca yeni Webb görüntüsü boyunca dağılmış çok sayıda küçük ışık yankısı da mevcut.

Cas A süpernova kalıntısı, Cassiopeia takımyıldızında, 11.000 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Bizim açımızdan yaklaşık 340 yıl önce patladığı tahmin ediliyor.

James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizin gizemlerini çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını, kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. WEB, NASA’nın ortakları Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır.Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.