Uusi valokuva Spitzerin avaruusteleskoopista näyttää kuinka supernovajäännös Cassiopeia A kehittyi ajan myötä. Kevyimmät elementit, kuten vety, olivat uloimmassa kuoressa, kun taas raskaimmat elementit upposivat keskustaan. Räjähtäneen materiaalin kuoret vastaavat melko hyvin tähden alkuperäisiä kerroksia, ennen kuin se räjähti supernoovana.
NASA: n infrapuna-Spitzer-avaruusteleskooppia käyttävät tähtitieteilijät ovat huomanneet, että räjähtänyt tähti, nimeltään Cassiopeia A, räjähti hieman järjestäytyneellä tavalla, säilyttäen suuren osan alkuperäisestä sipulimaisesta kerroksestaan.
"Spitzer on pääosin löytänyt tärkeimmät puuttuvat osat Cassiopeia A -pelissä", sanoi Jessica Ennis Minnesotan yliopistosta, Minneapolis, johtava kirjoittaja paperille, joka ilmestyy Astrophysical Journal -lehden marraskuun 20. numerossa.
"Olemme löytäneet uusia sipulikerrosten palasia, joita ei ollut ennen nähty", kertoi tri Lawrence Rudnick, myös Minnesotan yliopistosta, tutkimuksen päätutkija. "Tämä kertoo meille, että tähden räjähdys ei ollut riittävän kaoottinen sekoittaakseen sen jäännökset yhdeksi isoksi kassakoneeksi."
Cassiopeia A, tai lyhyemmin Cas A, on ns. Supernoovajäännös. Alkuperäinen tähti, noin 15 - 20 kertaa massiivisempi kuin aurinko, kuoli kataklysmisessa ”supernova” -räjähdyksessä suhteellisen äskettäin omassa Linnunradan galaksissamme. Kuten kaikki kypsät massiiviset tähdet, myös Cas A-tähti oli kerran siisti ja siisti, koostuen samanlaisista kuorista, jotka koostuivat erilaisista elementeistä. Tähteen ulkopinta koostui kevyemmistä elementeistä, kuten vedystä; sen keskikerrokset oli vuorattu raskaammilla elementeillä, kuten neon; ja sen ydin oli pinottu raskaimmista elementeistä, kuten raudasta.
Toistaiseksi tutkijat eivät olleet aivan varmoja siitä, mitä Cas A -tähdelle tapahtui, kun se repesi. Yksi mahdollisuus on, että tähti räjähti enemmän tai vähemmän yhdenmukaisella tavalla, heittäen kerroksensa ulos peräkkäisessä järjestyksessä. Jos näin olisi, nämä kerrokset tulisi säilyttää laajenevassa roskassa. Aiemmat havainnot paljastivat osia näistä kerroksista, mutta siellä oli salaperäisiä aukkoja.
Spitzer pystyi ratkaisemaan arvoituksen. Osoittautuu, että Cas A -tähden osia ei ollut ammuttu niin nopeasti kuin toisia, kun tähti räjähti. Kuvittele sipuli, joka räjähtää erilleen kerroksellisista paloista, jotka murtuvat pois ja zoomaavat pois, ja muista palasista sipulin eri osista, jotka ampuvat hiukan hitaammalla nopeudella.
"Nyt voimme paremmin rekonstruoida kuinka tähti räjähti", sanoi tohtori William Reach NASA: n Spitzer-tiedekeskuksesta, Pasadena, Kalifornia. "Näyttää siltä, että suurin osa tähden alkuperäisistä kerroksista lensi ulospäin peräkkäisessä järjestyksessä, mutta erilaisilla keskimääräisillä nopeuksilla riippuen mihin he aloittivat. ”
Kuinka Spitzer löysi puuttuvat pulmapalat? Tähden kerrosten suistumalla ulospäin ne kimpoavat yksi kerrallaan räjähdyksen aiheuttamaan iskuaaltoon ja kuumenevat. Materiaalilla, joka iski nopeammin iskuaaltoon, on ollut enemmän aikaa lämmetä lämpötilaan, joka säteilee röntgen- ja näkyvää valoa. Materiaali, joka on juuri lyömässä iskuaaltoon, on viileämpi ja hehkuva infrapunavalolla. Tämän seurauksena aikaisemmat röntgen- ja näkyvän valon havainnot tunnistivat kuuman, syvän kerroksen materiaalin, joka oli räjäytetty nopeasti, mutta ei jäähdyttimestä puuttuvia paloja, jotka olivat jäljessä. Spitzerin infrapuna-ilmaisimet löysivät puuttuvat palat - kaasun ja pölyn, joka koostui keskikerroksen elementeistä neonista, hapesta ja alumiinista.
Cassiopeia A on ihanteellinen kohde supernovan räjähdyksen anatomian tutkimiseksi. Koska se on nuori ja suhteellisen lähellä aurinkokuntamme, se on parhaillaan kärsimässä viimeisistä kuolemantapauksistaan erilaisten kaukoputkien tarkkailevien silmien edessä. Muutaman sadan vuoden kuluttua Cas A: n hajallaan olevat jäännökset ovat sekoittuneet kokonaan, poistaen loputtomiin tähdet siitä, kuinka tähti asui ja kuoli.
NASA: n jet-propulsiolaboratorio, Pasadena, Kalifornia, hallinnoi Spitzerin avaruusteleskoopin operaatiota NASA: n tiedeoperaatio-osaston Washingtonissa. Tiedeoperaatiot suoritetaan Spitzer-tiedekeskuksessa Kalifornian teknillisessä instituutissa, myös Pasadenassa. Caltech hallinnoi JPL: tä NASAssa.
Lisätietoja Spitzeristä on osoitteessa http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main/index.html tai http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Alkuperäinen lähde: NASA / JPL -lehdistötiedote
