Een nieuwe foto van de Spitzer-ruimtetelescoop laat zien hoe supernovarestant Cassiopeia A in de loop van de tijd is geëvolueerd. De lichtste elementen, zoals waterstof, bevonden zich in de buitenste schil, terwijl de zwaarste elementen naar het midden verzonken. De schalen van geëxplodeerd materiaal komen redelijk goed overeen met de originele lagen in de ster voordat deze tot ontploffing kwam als een supernova.
Astronomen die de infrarode Spitzer-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, hebben ontdekt dat een ontplofte ster, genaamd Cassiopeia A, op een enigszins ordelijke manier is opgeblazen en veel van zijn oorspronkelijke ui-achtige laagjes heeft behouden.
"Spitzer heeft in wezen de belangrijkste ontbrekende stukjes van de Cassiopeia A-puzzel gevonden", zegt Jessica Ennis van de Universiteit van Minnesota, Minneapolis, hoofdauteur van een paper dat verschijnt in het nummer van 20 november van het Astrophysical Journal.
"We hebben nieuwe stukjes van de 'ui'-lagen gevonden die nog niet eerder waren gezien," zei Dr. Lawrence Rudnick, ook van de Universiteit van Minnesota, en hoofdonderzoeker van het onderzoek. "Dit vertelt ons dat de explosie van de ster niet chaotisch genoeg was om zijn overblijfselen tot één grote stapel pap te roeren."
Cassiopeia A, of kortweg Cas A, is wat bekend staat als een supernova-overblijfsel. De oorspronkelijke ster, ongeveer 15 tot 20 keer zwaarder dan onze zon, stierf relatief recentelijk in een catastrofale "supernova" -explosie in ons eigen Melkwegstelsel. Zoals alle volwassen massieve sterren, was de Cas A-ster ooit netjes en opgeruimd, bestaande uit concentrische schalen die uit verschillende elementen bestaan. De buitenhuid van de ster bestond uit lichtere elementen, zoals waterstof; de middelste lagen waren bekleed met zwaardere elementen zoals neon; en de kern was gestapeld met de zwaarste elementen, zoals ijzer.
Tot nu toe wisten wetenschappers niet precies wat er met de Cas A-ster gebeurde toen deze uit elkaar scheurde. Een mogelijkheid is dat de ster op een min of meer uniforme manier explodeerde en de lagen in opeenvolgende volgorde naar buiten gooide. Als dit het geval was, dan zouden die lagen in het uitdijende puin moeten worden bewaard. Eerdere waarnemingen toonden delen van enkele van deze lagen aan, maar er waren mysterieuze hiaten.
Spitzer wist het raadsel op te lossen. Het blijkt dat delen van de Cas A-ster niet zo snel waren weggeschoten als andere toen de ster explodeerde. Stel je een ui voor die uit elkaar schiet met een paar gelaagde stukjes die barsten en wegzoomen, en andere stukjes uit een ander deel van de ui die met iets lagere snelheden schieten.
"Nu kunnen we beter reconstrueren hoe de ster explodeerde," zei Dr. William Reach van NASA's Spitzer Science Center, Pasadena, Californië. "Het lijkt erop dat de meeste originele lagen van de ster achtereenvolgens naar buiten vlogen, maar met verschillende gemiddelde snelheden afhankelijk van waar ze begonnen. '
Hoe heeft Spitzer de ontbrekende puzzelstukken gevonden? Terwijl de lagen van de ster naar buiten suizen, rammen ze een voor een in een schokgolf door de explosie en verhitting. Materiaal dat eerder de schokgolf heeft geraakt, heeft meer tijd gehad om op te warmen tot temperaturen die röntgenstraling en zichtbaar licht uitstralen. Materiaal dat net de schokgolf raakt, is koeler en gloeit met infrarood licht. Dientengevolge identificeerden eerdere röntgen- en zichtbaar-lichtwaarnemingen heet, diep gelaagd materiaal dat snel was weggeslingerd, maar niet de koelere ontbrekende brokken die achterbleven. De infrarooddetectoren van Spitzer waren in staat om de ontbrekende brokken te vinden - gas en stof bestaande uit de middenlaagelementen neon, zuurstof en aluminium.
Cassiopeia A is het ideale doelwit voor het bestuderen van de anatomie van een supernova-explosie. Omdat het jong is en relatief dicht bij ons zonnestelsel, ondergaat het zijn laatste doodsstrijd vlak voor de waakzame ogen van verschillende telescopen. Over een paar honderd jaar zullen de verspreide overblijfselen van Cas A volledig met elkaar zijn vermengd, waardoor belangrijke aanwijzingen over hoe de ster leefde en stierf voor altijd werden gewist.
NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, beheert de Spitzer Space Telescope-missie voor NASA's Science Mission Directorate, Washington. Wetenschappelijke operaties worden uitgevoerd in het Spitzer Science Center van het California Institute of Technology, ook in Pasadena. Caltech beheert JPL voor NASA.
Ga voor meer informatie over Spitzer naar http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main/index.html of http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
