Et nyt fotografi fra Spitzer-rumteleskopet viser, hvordan supernova-rest Cassiopeia A udviklede sig over tid. De letteste elementer, ligesom brint, var i den yderste skal, mens de tyngste elementer sænkede til midten. Skaller af eksploderet materiale stemmer ganske godt overens med de originale lag i stjernen, før det detonerede som en supernova.
Astronomer, der bruger NASAs infrarøde Spitzer-rumteleskop, har opdaget, at en eksploderet stjerne, kaldet Cassiopeia A, sprang op på en noget ordnet måde og bevarede meget af sin originale løglignende lagdeling.
”Spitzer har i det væsentlige fundet manglende centrale stykker af Cassiopeia A-puslespillet,” sagde Jessica Ennis fra University of Minnesota, Minneapolis, hovedforfatter af et papir, der skulle vises i 20. november-udgaven af Astrophysical Journal.
"Vi har fundet nye bits af 'løg' -lagene, der ikke var set før," sagde Dr. Lawrence Rudnick, også fra University of Minnesota, og hovedundersøger for forskningen. ”Dette fortæller os, at stjernens eksplosion ikke var kaotisk nok til at røre resterne tilbage i en stor bunke med grød.”
Cassiopeia A eller Cas A kort fortalt er det, der er kendt som en supernova-rest. Den oprindelige stjerne, ca. 15 til 20 gange mere massiv end vores sol, døde i en kataklysmisk ”supernova” -eksplosion relativt nylig i vores egen Mælkevejen. Som alle modne massive stjerner var Cas A-stjernen engang pæn og ryddig, bestående af koncentriske skaller, der var sammensat af forskellige elementer. Stjernens ydre hud bestod af lettere elementer, såsom brint; dets midterste lag var foret med tungere elementer som neon; og dens kerne blev stablet med de tyngste elementer, såsom jern.
Indtil nu var videnskabsmændene ikke helt sikre på, hvad der skete med Cas A-stjernen, da den sprang fra hinanden. En mulighed er, at stjernen eksploderede på en mere eller mindre ensartet måde og kastede lagene ud i rækkefølge. Hvis dette var tilfældet, skal disse lag bevares i det ekspanderende affald. Tidligere observationer afslørede dele af nogle af disse lag, men der var mystiske huller.
Spitzer var i stand til at løse gåten. Det viser sig, at dele af Cas A-stjernen ikke var blevet skudt så hurtigt ud som andre, da stjernen eksploderede. Forestil dig en løg, der sprænger fra hinanden med nogle lagdelte bunker, der revner og zoomer væk, og andre bidder fra en anden del af løgen skyder af med lidt langsommere hastigheder.
”Nu kan vi bedre rekonstruere, hvordan stjernen eksploderede,” sagde Dr. William Reach fra NASAs Spitzer Science Center, Pasadena, Calif. ”Det ser ud til, at de fleste af stjernens originale lag fløj udad i rækkefølge, men i forskellige gennemsnitlige hastigheder afhængigt af hvor de startede. ”
Hvordan fandt Spitzer de manglende puslespil? Når stjernens lag suser udad, rammes de, én efter én, ind i en chokbølge fra eksplosionen og opvarmning. Materiale, der tidligere ramte stødbølgen, har haft mere tid til at varme op til temperaturer, der udstråler røntgenbillede og synligt lys. Materiale, der lige nu rammer stødbølgen, er køligere og glødende med infrarødt lys. Som følge heraf identificerede tidligere røntgen- og synlige lysobservationer varmt, dybt lagmateriale, der var blevet kastet hurtigt ud, men ikke de køligere manglende bunker, der blev bagud. Spitzers infrarøde detektorer var i stand til at finde de manglende bidder - gas og støv bestående af mellemlagselementerne neon, ilt og aluminium.
Cassiopeia A er det ideelle mål for at studere anatomi af en supernovaeksplosion. Fordi det er ungt og relativt tæt på vores solsystem, gennemgår det sin endelige dødsfald lige foran de vågne øjne fra forskellige teleskoper. Om nogle få hundrede år vil Cas A's spredte rester have blandet sig fuldstændigt og for evigt slette vigtige spor om, hvordan stjernen levede og døde.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, administrerer Spitzer-rumteleskopmissionen for NASAs Direktorat for Videnskabsmission, Washington. Videnskabsoperationer udføres i Spitzer Science Center på Californiens teknologiske institut, også i Pasadena. Caltech administrerer JPL for NASA.
For mere information om Spitzer, kan du besøge http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main/index.html eller http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Original kilde: NASA / JPL News Release
