Po raz pierwszy w historii, dzięki kamerze NIRCam obserwującej wszechświat w bliskiej podczerwieni, naukowcy mają w końcu możliwość dokładnie przyjrzeć się szczątkom gwiazdy w tym zakresie promieniowania. Na opublikowanym właśnie zdjęciu, możemy dostrzec zaskakujące szczegóły rozszerzającej się bezustannie struktury powstałej w wyniku uderzania przez szczątki rozerwanej w eksplozji gwiazdy w materię międzygwiezdną.
Warto tutaj przypomnieć, że Cas A to jedna z najlepiej zbadanych pozostałości po supernowej w całej przestrzeni kosmicznej. Na przestrzeni lat, wszystkie ważniejsze obserwatoria monitorowały ten obiekt niemal w każdym zakresie promieniowania. Z czasem jednak do pracy wchodziły coraz lepsze teleskopy zdolne do obserwowania obiektów kosmicznych z coraz wyższą precyzją.
Czytaj także: James Webb obserwuje szczątki rozerwanej gwiazdy. Fascynująca pozostałość po supernowej
W kwietniu 2023 roku w kierunku Cas A astronomowie skierowali zwierciadło Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Wtedy to pozostałość po supernowej przeanalizowana została za pomocą instrumentu MIRI rejestrującego promieniowanie w zakresie średniej podczerwieni. Już wtedy po raz pierwszy naukowcy mogli dostrzec zaskakujące cechy wewnętrznej powłoki pozostałości po supernowej. Mogłoby się wydawać, że dopiero teraz poznaliśmy Cas A w całej okazałości. Nic bardziej mylnego. Teraz, gdy James Webb zbadał ten sam obiekt za pomocą kamery NIRCam okazało się, że części dostrzeżonych wcześniej szczegółów zniknęła. Powstało zatem pytanie: gdzie się one podziały?
Patrząc na najnowsze zdjęcie z teleskopu Jamesa Webba, należy pamiętać, że takiego obrazu sami na własne oczy byśmy nie zauważyli. Przyczyna takiego stanu rzeczy jest prosta: ludzkie oko nie rejestruje promieniowania w zakresie podczerwieni. Z tego też powodu barwy na zdjęciu są przypisywane różnym filtrom tak, aby można było zobaczyć więcej niż gołym okiem.
Zdjęcie Cas A wykonane za pomocą kamery NIRCam zdominowane jest przez pomarańczowe i różowe zagęszczenia przedstawiające wewnętrzną powłokę pozostałości po supernowej. Dzięki wysokiej rozdzielczości możemy dokładnie przyjrzeć się zagęszczeniom gazu złożonego z siarki, tlenu, argonu i neonu powstałych we wnętrzu samej gwiazdy. Warto pamiętać, że te pierwiastki tworzące gaz oraz pył staną się wkrótce surowcem, z którego powstaną nowe gwiazdy. Na zdjęciu nie widać najmniejszych włókien gazu i pyłu. Jeżeli weźmiemy pod uwagę wysoką rozdzielczość instrumentów Webba, oznacza to, że ich średnica jest mniejsza, niż 100 jednostek astronomicznych (ok. 16 mld km). Cała widoczna na zdjęciach pozostałość po supernowej Cas A ma średnicę około 10 lat świetlnych.
Czytaj także: Martwa pozostałość po gwieździe nie taka martwa. Nigdy takich rozbłysków nie obserwowano
Co jednak ciekawe, porównując nowe zdjęcie Cas A wykonane przez Webba w bliskiej podczerwieni (NIRCam) z widokiem w średniej podczerwieni (MIRI), wewnętrzna wnęka i najbardziej zewnętrzna powłoka Cas A są zaskakujące pozbawione koloru. Naukowcy wskazują, że oznacza to, iż pył w materii okołogwiazdowej jest zbyt chłodny, aby można go było wykryć bezpośrednio w zakresie fal bliskiej podczerwieni, ale świeci w średniej podczerwieni.
Na zdjęciu w bliskiej podczerwieni nie widać także pętli zielonego światła w centralnej wnęce Cas A, która widoczna była w zakresie średniej podczerwieni. Jej brak, a właściwie jej istnienie na zdjęciu w średniej podczerwieni jest według badaczy trudne do wyjaśnienia. Ów “zielony potwór” widoczny na zdjęciu z MIRI, a niewidoczny na zdjęciu z NIRCam, pozostawił po sobie jedynie słabą emisję od zjonizowanego gazu. Naukowcy podejrzewają, że jest to gaz pozostały po rozpychaniu gazu przez gwiazdę jeszcze przed eksplozją supernowej.
Naukowcy zwracają uwagę na jeszcze jeden element zdjęcia. W prawym dolnym rogu kadru znajduje się duża, prążkowana plama. Badacze analizujący zdjęcie nazwali tę strukturę Baby Cas A, bowiem wygląda ona jak miniaturowa wersja głównej pozostałości po supernowej. W rzeczywistości jest to tylko echo. Światło z dawnej eksplozji gwiazdy dotarło bowiem właśnie do odległego obłoku pyłu i go teraz intensywnie ogrzewa. Gaz ten z kolei reemituje promieniowanie, ponownie się ochładzając. Choć obiekt ten wygląda, jakby znajdował się blisko samej pozostałości supernowej, jest to tylko złudzenie. W rzeczywistości Baby Cas A — z naszej perspektywy — znajduje się 170 lat świetlnych za Cas A.