James Webb Uzay Teleskobu’nun Cassiopeia A’nın (Cas A) yeni görüntüsü, süpernova kalıntısına ayrıntılı bir bakış sunarak yeni özellikleri ortaya çıkarıyor ve onun karmaşık yapısı ve geçmişine dair içgörüler sunuyor. Bir tatil kutlaması girişiminin parçası olan görüntü, “Baby Cas A” ve “Yeşil Canavar”ın keşfi de dahil olmak üzere süpernovanın karmaşık ayrıntılarını sergiliyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton Üniversitesi)
Yakın Kızılötesi Işıkta Gizemli Özellikler Gizleniyor
Uzaydaki nesneler, ışığın farklı dalga boylarında bileşimlerinin ve davranışlarının farklı yönlerini ortaya çıkarır. Süpernova kalıntısı Cassiopeia A (Cas A), dünyada en iyi çalışılan nesnelerden biridir. Samanyolu dalga boyu spektrumu boyunca. Ancak yıldızın parçalanmış kalıntıları arasında hala sırlar saklı.
En yenilerin kilidi, araştırmacıların alet kutusundaki en yeni araçlardan biri tarafından açılıyor. NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu—ve Webb’in yakın kızılötesine yakın zamanda yaptığı bakış araştırmacıları şaşkına çevirdi.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam’inden (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan yeni yüksek çözünürlüklü görüntü, süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın (Cas A) karmaşık ayrıntılarını ortaya çıkarıyor ve patlamadan önce yıldızın döktüğü gaza çarpan genişleyen malzeme kabuğunu gösteriyor . Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton Üniversitesi)
NASA’nın Webb’i Patlayan Yıldıza Yeni Yüksek Çözünürlüklü Bakışıyla Büyüledi
Bir tatil ağacının üzerindeki mükemmel noktaya yerleştirilmeye hazır parlak, yuvarlak bir süs gibi, süpernova kalıntısı Cassiopeia A (Cas A), NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan yeni bir görüntüde parlıyor.
Bir parçası olarak 2023 Beyaz Saray’da Tatiller, Amerika Birleşik Devletleri’nin First Lady’si Dr. Jill Biden, ilk Beyaz Saray Advent Takvimini tanıttı. Dr. Biden ve NASA, tatil sezonunun “Sihrini, Harikasını ve Sevincini” sergilemek için Webb’in bu yeni görseliyle kutlama yapıyor.
Her şey parlak olsa da, bu sahne meşhur sessiz bir gece değil. Webb’in Cas A’nın NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) görüntüsü, bu yıldız patlamasını daha önce bu dalga boylarında ulaşılamayan bir çözünürlükte gösteriyor. Bu yüksek çözünürlüklü görünüm, patlamadan önce yıldızın döktüğü gaza çarpan genişleyen malzeme kabuğunun karmaşık ayrıntılarını ortaya çıkarıyor.
Cas A, tüm evrendeki en iyi çalışılmış süpernova kalıntılarından biridir. Yıllar geçtikçe NASA’nın da dahil olduğu yer ve uzay temelli gözlemevleri geliştirildi. Chandra X-Işını Gözlemevi, Hubble uzay teleskobuve emekli Spitzer Uzay Teleskobu nesnenin kalıntısının çok dalga boyunda bir resmini oluşturduk.
Ancak gökbilimciler Cas A araştırmalarında artık yeni bir döneme girdiler. Nisan 2023’te Webb’in MIRI (Orta Kızılötesi Aygıtı) bu bölüme başladımsüpernova 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) ile görülen süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın birkaç ilginç özelliğini vurgulamaktadır:
1. NIRCam’in mükemmel çözünürlüğü, yıldızın kendisinden gelen kükürt, oksijen, argon ve neondan oluşan küçük gaz düğümlerini tespit edebilir. 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 döngüsü olan Yeşil Canavar içindeki MIRI görüntüsünde görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla belli belirsiz bir şekilde çerçevelenmiştir; bu, iyonize gazı temsil eder. Araştırmacılar bunun, süpernova kalıntılarının yıldızın patlamadan önce geride bıraktığı gazı iterek şekillendirmesinden kaynaklandığına inanıyor.
3. Bu, NIRCam’in Cas A görüntüsünde görülebilen birkaç ışık yankısından biridir. Yıldızın uzun zaman önce gerçekleşen patlamasından gelen ışık, soğudukça parıldayan, ısınan uzaktaki toza ulaştığında bir ışık yankısı meydana gelir.
4. NIRCam, araştırmacılar tarafından Baby Cas A olarak adlandırılan özellikle karmaşık ve büyük bir ışık yankısını yakaladı. Aslında süpernova kalıntısının yaklaşık 170 ışıkyılı gerisinde yer almaktadır.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton Üniversitesi)
‘Cam kırıkları gibi’
Kızılötesi ışık gözlerimiz tarafından görülemediğinden görüntü işlemcileri ve bilim insanları bu dalga boylarındaki ışığı görünür renklere çevirir. Cas A’nın bu en yeni görüntüsünde renkler, NIRCam’den farklı filtrelere atandı ve bu renklerin her biri, nesne içinde meydana gelen farklı faaliyetlere işaret ediyor.
İlk bakıştaNIRCam görüntüsü MIRI görüntüsünden daha az renkli görünebilir. Ancak bu, nesneden gelen malzemenin ışığını yaydığı dalga boylarına bağlıdır.
Bu video, Webb’in süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın (Cas A) 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 en yeni görüntüsündeki en dikkat çekici renkler, süpernova kalıntısının iç kabuğunu oluşturan, parlak turuncu ve açık pembeyle temsil edilen kümelerdir. Webb’in jilet keskinliğindeki görüşü, yıldızın kendisinden gelen kükürt, oksijen, argon ve neondan oluşan en küçük gaz düğümlerini dahi tespit edebiliyor. Bu gazın içinde, sonunda yeni yıldızların ve gezegen sistemlerinin bileşenleri haline gelecek olan toz ve moleküllerin bir karışımı bulunmaktadır. 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. Buna karşılık, Cas A’nın tamamı 10 ışıkyılı veya 60 trilyon mil genişliğindedir.
Araştırma ekibine liderlik eden Purdue Üniversitesi’nden Danny Milisavljeviç, “NIRCam’in çözünürlüğüyle, ölmekte olan yıldızın patladığında nasıl tamamen parçalandığını ve arkasında küçük cam parçalarına benzer filamentler bıraktığını artık görebiliyoruz” dedi. “Bunca yıl Cas A üzerinde çalıştıktan sonra, bu yıldızın nasıl patladığına dair bize dönüştürücü bir fikir veren bu ayrıntıları şimdi çözebilmek gerçekten inanılmaz.”
Bu görüntü, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI (Orta Kızılötesi Aygıt) tarafından yakalanan süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın (Cas A) 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 renkte görünen ana iç kabuğun etekleri, NIRCam görüntüsünde kamp ateşinden çıkan dumana benziyor. Bu, süpernova patlama dalgasının çevredeki yıldız çevresindeki malzemeye çarptığı yeri işaret ediyor. Yıldız çevresindeki malzemedeki toz, yakın kızılötesi dalga boylarında doğrudan tespit edilemeyecek kadar soğuktur ancak orta kızılötesinde parlar.
Ayrıca yakın kızılötesi görüntüde, araştırma ekibi tarafından Yeşil Canavar olarak adlandırılan, orta kızılötesi renkte parlayan Cas A’nın merkezi boşluğundaki yeşil ışık döngüsü de görülmüyor. Ancak MIRI görüntüsünde Yeşil Canavar’ın içinde görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla belli belirsiz bir şekilde çerçevelenmiştir.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton Üniversitesi)
Gizli Yeşil Canavar
Webb’in Cas A’nın yeni yakın kızılötesi görüntüsünü orta kızılötesi görünümüyle karşılaştırdığımızda, iç boşluğu ve en dış kabuğunun ilginç bir şekilde renkten yoksun olduğu görülüyor.
MIRI görüntüsünde koyu turuncu ve kırmızı olarak görünen ana iç kabuğun etekleri artık kamp ateşinden çıkan duman gibi görünüyor. Bu, süpernova patlama dalgasının çevredeki yıldız çevresindeki malzemeye çarptığı yeri işaret ediyor. Yıldız çevresindeki malzemedeki toz, yakın kızılötesi dalga boylarında doğrudan tespit edilemeyecek kadar soğuktur ancak orta kızılötesinde parlar.
Araştırmacılar, beyaz rengin, yakın kızılötesi de dahil olmak üzere elektromanyetik spektrum boyunca yayılan sinkrotron radyasyonundan kaynaklanan ışık olduğunu söylüyor. Manyetik alan çizgileri etrafında spiral çizerek son derece yüksek hızlarda hareket eden yüklü parçacıklar tarafından üretilir. Sinkrotron radyasyonu, iç boşluğun alt yarısındaki kabarcık benzeri kabuklarda da görülebilir.
Yakınlaştırılmış bu video, süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın (Cas A) gökyüzündeki göreceli konumunu göstermektedir. Merhum astrofotoğrafçı Akira Fujii’nin yerden çekilmiş bir fotoğrafıyla başlıyor. Gökyüzünün daha küçük bölümlerine yakınlaştıkça, Dijital Gökyüzü Araştırmasından alınan bir görüntüye dönüşüyor. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndaki NIRCam’den (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan Cas A görüntüsüne, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan eklenen çerçevelerle çapraz geçişle sona eriyor. Hubble uzay teleskobu görüntü.
Ayrıca yakın kızılötesi görüntüde, araştırma ekibi tarafından Yeşil Canavar olarak adlandırılan, orta kızılötesi renkte parlayan Cas A’nın merkezi boşluğundaki yeşil ışık döngüsü de görülmüyor. Bu özellik, ilk inceleme sırasında araştırmacılar tarafından “anlaşılması zor” olarak tanımlandı.
Yeşil Canavarın ‘yeşili’ NIRCam’de görünmüyor olsa da, o bölgede yakın kızılötesinde kalanlar gizemli özelliğe dair fikir verebilir. MIRI görüntüsünde görülebilen dairesel delikler, NIRCam görüntüsünde beyaz ve mor emisyonla hafifçe ana hatlarıyla belirtilmiştir; bu, iyonize gazı temsil eder. Araştırmacılar bunun, süpernova kalıntılarının yıldızın patlamadan önce geride bıraktığı gazı iterek şekillendirmesinden kaynaklandığına inanıyor.
Cassiopeia A süpernova kalıntısının Webb’in NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) tarafından çekilen bu görüntüsü, referans amacıyla 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 etiketlenmiştir. (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, görünür ışık renklerine dönüştürülmüş ışığın görünmez yakın kızılötesi dalga boylarını göstermektedir. Renk tuşu, ışığı toplarken hangi NIRCam filtrelerinin kullanıldığını gösterir. Her filtre adının rengi, o filtreden geçen kızılötesi ışığı temsil etmek için kullanılan görünür ışık rengidir.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue Üniversitesi), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton Üniversitesi)
Bebek Cas A
Araştırmacılar ayrıca NIRCam’in görüş alanının sağ alt köşesindeki büyüleyici bir özellik karşısında kesinlikle hayrete düştüler. Bu büyük, çizgili bloğa Baby Cas A adını veriyorlar çünkü ana süpernovanın bir ürünü gibi görünüyor.
Bu, yıldızın uzun zaman önce gerçekleşen patlamasından gelen ışığın ulaştığı ve uzak tozları ısıttığı, soğudukça parlayan ışığın yankısıdır. Toz deseninin karmaşıklığı ve Baby Cas A’nın Cas A’ya görünürdeki yakınlığı araştırmacılar için özellikle ilgi çekicidir. Gerçekte Baby Cas A, süpernova kalıntısının yaklaşık 170 ışıkyılı gerisinde yer almaktadır.
Ayrıca Webb’in yeni portresinde dağılmış birkaç küçük ışık yankısı daha var.
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 sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.