De laatste blik op "First Light" van Chandra

[univers]

Chandra X-ray Observatory van NASA heeft tijdens zijn twee decennia van operaties vele spectaculaire beelden van kosmische fenomenen vastgelegd, maar misschien wel het meest iconische is het supernova-overblijfsel Cassiopeia A.

Cas A bevindt zich op ongeveer 11.000 lichtjaar van de aarde en is het gloeiende puinveld dat achterblijft nadat een massieve ster explodeerde. Toen de ster zonder brandstof kwam, stortte hij op zichzelf in en blies op als een supernova, mogelijk kortstondig een van de helderste objecten in de lucht. (Hoewel astronomen denken dat dit rond het jaar 1680 is gebeurd, zijn er geen verifieerbare historische gegevens om dit te bevestigen.)

De schokgolven die door deze explosie worden gegenereerd, hebben het stellaire wrak en zijn omgeving aangestuurd, waardoor het puin helder gloeit in veel soorten licht, met name röntgenstralen. Kort nadat Chandra op 23 juli 1999 aan boord van de Space Shuttle Columbia was gelanceerd, stuurden astronomen het observatorium naar Cas A. niet alleen voor het observatorium, maar ook voor het veld van röntgenastronomie. Nabij het midden van het ingewikkelde patroon van het zich uitbreidende puin van de verbrijzelde ster, onthulde het beeld voor het eerst een dicht object dat een neutronenster werd genoemd en dat de supernova achterliet.

Sindsdien is Chandra herhaaldelijk teruggekeerd naar Cas A om meer te leren over dit belangrijke object. Een nieuwe video toont de evolutie van Cas A in de loop van de tijd, waardoor kijkers kunnen zien hoe ongelooflijk heet gas - ongeveer 20 miljoen graden Fahrenheit - in het overblijfsel naar buiten groeit. Deze röntgengegevens zijn gecombineerd met gegevens van een andere "Great Observatories" van NASA, de Hubble Space Telescope, die delicate filamentvormige structuren van koelere gassen met temperaturen van ongeveer 20.000 graden Fahrenheit toont. Hubble-gegevens uit een enkele periode worden getoond om de veranderingen in de Chandra-gegevens te benadrukken.


De video toont Chandra-observaties van Cas A van 2000 tot 2013. In die tijd kon een kind naar de kleuterschool en afstuderen van de middelbare school. Hoewel de transformatie misschien niet zo duidelijk is als die van een student in dezelfde periode, is het opmerkelijk om te zien hoe een kosmisch object op menselijke tijdschalen verandert.

Het blauwe, buitenste gebied van Cas A toont de zich uitbreidende explosiegolf van de explosie. De explosiegolf bestaat uit schokgolven, vergelijkbaar met de sonische gieken die worden gegenereerd door een supersonisch vliegtuig. Deze zich uitbreidende schokgolven produceren röntgenemissie en zijn plaatsen waar deeltjes worden versneld tot energieën die ongeveer twee keer hoger reiken dan de krachtigste versneller op aarde, de Large Hadron Collider. Terwijl de explosiegolf naar buiten reist met snelheden van ongeveer 11 miljoen mijl per uur, ontmoet het omringend materiaal en vertraagt ​​het, waardoor een tweede schokgolf wordt gegenereerd - een "omgekeerde schok" genoemd - die achteruit reist, vergelijkbaar met hoe een file achteruit reist van het toneel van een ongeluk op een snelweg.

Deze omgekeerde schokken worden meestal waargenomen als zwak en veel langzamer bewegend dan de explosiegolf. Een team van astronomen onder leiding van Toshiki Sato van RIKEN in Saitama, Japan, en het Goddard Space Flight Center van NASA, hebben omgekeerde schokken gemeld in Cas A die helder en snel lijken te zijn, met snelheden tussen ongeveer 5 en 9 miljoen mijl per uur. Deze ongebruikelijke omgekeerde schokken worden waarschijnlijk veroorzaakt door de explosiegolf die klonten materiaal tegenkomt die het overblijfsel omringen, zoals Sato en het team in hun 2018-studie bespreken . Hierdoor vertraagt ​​de explosiegolf sneller, waardoor de omgekeerde schok opnieuw wordt geactiveerd, waardoor deze helderder en sneller wordt. Deeltjes worden ook versneld tot kolossale energieën door deze naar binnen bewegende schokken, die ongeveer 30 keer de energieën van de LHC bereiken.

Deze recente studie van Cas A draagt ​​bij aan een lange verzameling Chandra-ontdekkingen in de loop van de 20 jaar van de telescoop. Naast het vinden van de centrale neutronenster , hebben Chandra-gegevens de verdeling van elementen onthuld die essentieel zijn voor het leven dat door de explosie wordt uitgestoten, hebben ze een opmerkelijk driedimensionaal model van het overblijfsel van de supernova geconstrueerd en nog veel meer.

Wetenschappers creëerden ook een historisch record in optisch licht van Cas A met behulp van fotografische platen van het Palomar Observatorium in Californië uit 1951 en 1989, dat was gedigitaliseerd door het programma Digitalized Access to a Sky Century @ Harvard (DASCH), gevestigd in het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA). Deze werden gecombineerd met foto's gemaakt door de Hubble Space Telescope tussen 2000 en 2011. Dankzij deze langetermijnvisie op Cas A konden astronomen Dan Patnaude van CfA en Robert Fesen van Dartmouth College meer leren over de fysica van de explosie en het resulterende overblijfsel van zowel de röntgenfoto als de optische gegevens.

Deze recente studie van Cas A draagt ​​bij aan een lange verzameling Chandra-ontdekkingen in de loop van de 20 jaar van de telescoop. Naast het vinden van de centrale neutronenster, hebben de gegevens van Chandra de verdeling onthuld van elementen die essentieel zijn voor het leven dat door de explosie wordt uitgestoten, aanwijzingen over de ontploffing van de ster en nog veel meer.

Marshall Space Flight Center van NASA beheert het Chandra-programma. Chandra X-ray Centre van het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt de wetenschap en vluchtoperaties vanuit Cambridge, Massachusetts.

https://www.nasa.gov/mission_pages/chan ... andra.html