太空中的綠色怪物:天文學家用韋伯揭開超新星遺蹟的隱秘面紗
一顆恆星的爆炸是一個戲劇性的事件,但恆星留下的遺跡可能更加戲劇性。美國宇航局詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的一張新的中紅外圖像提供了一個驚人的例子。它顯示了超新星遺跡仙后座A(Cas A),從地球的角度看,它是由340年前的一次恆星爆炸產生的。
這張圖片顯示了鮮豔的色彩和復雜的結構,提請人們更仔細地研究。仙后座A是我們銀河系中已知的最年輕的大質量恆星爆炸遺留物,為天文學家提供了一個進行恆星取證以了解該恆星死亡的機會。
仙后座A(Cas A)是一個超新星遺跡,位於仙后座,距離地球約11000光年。它的跨度大約為10光年。這張新圖片使用了韋伯的中紅外儀器(MIRI)的數據,以新的視角揭示了Cas A。
在遺蹟的外部,特別是在頂部和左側由於溫暖的塵埃的發射而呈現出橙色和紅色。這標誌著從爆炸的恆星中噴出的物質正在衝撞周圍的環星物質。
在這個外殼的內部躺著斑駁的亮粉色絲線,上面佈滿了團塊和結點。這代表著來自恆星本身的物質,很可能是由於各種重元素和塵埃的混合發射而發光。恆星物質也可以在腔體內部附近看到較暗的絲狀物。
一個用綠色表示的環狀物延伸到了中央空洞的右側。它的形狀和復雜性是出乎意料的,對科學家來說也是一種挑戰。
這張圖片結合了各種濾鏡,紅色被分配到25.5微米(F2550W),橙紅色到21微米(F2100W),橙色到18微米(F1800W),黃色到12.8微米(F1280W),綠色到11.3微米(F1130W),青色到10微米(F1000W),淺藍色到7.7微米(F770W),以及藍色到5.6微米(F560W)。這些數據來自1947年的一般觀察者計劃。
一顆恆星的爆炸是一個戲劇性的事件,但恆星留下的遺跡可能更有戲劇性。美國宇航局詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的一張新的中紅外圖像提供了一個驚人的例子。它顯示了超新星遺跡仙后座A(Cas A),從地球的角度看,它是由340年前的一次恆星爆炸產生的。Cas A是我們銀河系中已知的最年輕的大質量恆星爆炸遺留物,這使得它成為了解此類超新星如何發生的獨特機會。
仙后座A是一個典型的超新星遺跡,已經被一些地面和天基觀測站廣泛研究,包括美國宇航局的錢德拉X射線觀測站。多波長的觀測結果可以結合起來,使科學家對該殘餘物有一個更全面的了解。
這張由韋伯中紅外儀器(MIRI)拍攝的仙后座A超新星殘餘物的圖像,顯示了羅盤箭頭、比例尺和顏色鍵供參考。北方和東方的羅盤箭頭顯示了圖像在天空中的方向。請注意,相對於地面地圖上的方向箭頭(從上面看),天空中的北和東之間的關係(從下面看)是翻轉的。
比例尺是以光年為單位的,也就是光在一個地球年內所走的距離。(光走過的距離等於刻度線的長度,需要0.25年)。一個光年相當於大約5.88萬億英里或9.46萬億公里。這張圖片中顯示的視野大約有10光年寬。
這張圖片顯示了不可見的中紅外波長的光,已經轉化為可見光的顏色。顏色鍵顯示了收集光線時使用了哪些MIRI濾鏡。每個濾鏡名稱的顏色是用來表示通過該濾鏡的紅外光的可見光顏色。
在新的Cas A圖像中,紅外光被轉換為可見光波長,其引人注目的色彩蘊含著大量的科學信息,研究小組剛剛開始對其進行分析。在氣泡的外部,特別是在頂部和左側,由於溫暖的塵埃的發射,出現了橙色和紅色的物質簾幕。這標誌著從爆炸的恆星中噴出的物質正在衝撞周圍的星際氣體和塵埃。
在這個外殼的內部,是斑駁的亮粉色絲狀物,上面佈滿了團塊和結點。這代表了來自恆星本身的物質,由於各種重元素的混合,如氧氣、氬氣和氖氣,以及塵埃的排放,這些物質正在閃閃發光。
恆星物質也可以在空洞內部附近被看作是較暗的縷空。也許最突出的是,一個用綠色表示的環狀物延伸到了中央空洞的右側。如果你仔細觀察,你會發現它上面有一些看起來像迷你氣泡的麻點,其形狀和復雜性是出乎意料的,而且對理解具有挑戰性。
在Cas A可能幫助回答的科學問題中,有一個是:宇宙塵埃從哪裡來?宇宙塵埃從何而來?觀測發現,即使是早期宇宙中非常年輕的星係也充斥著大量的灰塵。如果不引用超新星,就很難解釋這些塵埃的來源,因為超新星會在太空中噴出大量的重元素(塵埃的組成成分)。
然而,現有的對超新星的觀測一直無法最終解釋我們在那些早期星系中看到的塵埃數量。通過用韋伯研究Cas A,天文學家希望能更好地了解它的塵埃含量,這可以幫助我們了解行星和我們自己的構成元素是在哪裡產生的。
像形成Cas A的那個超新星對於我們所知的生命來說是至關重要的。它們將我們骨骼中的鈣和血液中的鐵等元素傳播到星際空間,為新一代的恆星和行星播種。Cas A殘餘物跨度約為10光年,位於11,000光年外的仙后座。