Februar 28, 2024

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Dieses Bild des Webb-Teleskops fängt das Innere einer Supernova aus nächster Nähe ein

Dieses Bild des Webb-Teleskops fängt das Innere einer Supernova aus nächster Nähe ein

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CNN

Vor Tausenden von Jahren explodierte ein Stern in unserer Galaxie heftig und erzeugte den leuchtenden Überrest einer Supernova namens Cassiopeia A, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten fasziniert.

Und jetzt ein neues Bild Es wurde vom James Webb-Weltraumteleskop aufgenommen Laut Astronomen wurde das nächstgelegene und detaillierteste Bild im Inneren des explodierten Sterns entdeckt. Die Bildanalyse kann Forschern helfen, die Prozesse besser zu verstehen, die diese massiven Brandereignisse auslösen.

Das Weltraumobservatorium ermöglichte es Astronomen auch, einen Blick auf mysteriöse Merkmale zu werfen, die auf Bildern der Überreste, die mit Teleskopen wie Hubble, Chandra, Spitzer oder anderen Webb-Instrumenten aufgenommen wurden, nicht sichtbar waren.

Das neue Bild wurde am Montag von First Lady Dr. Jill Biden geteilt, als sie das allererste digitale Foto vorstellte Adventskalender des Weißen Hauseseinschließlich Webbs neuer Perspektive auf Cassiopeia A, die wie eine Weihnachtsdekoration zu leuchten scheint.

„So einen Blick auf einen explodierenden Stern haben wir noch nie zuvor gesehen“, sagte der Astronom Dan Milisavljevic, Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der Purdue University, in einer Erklärung. „Supernovae sind grundlegende Triebkräfte der kosmischen Entwicklung. Energien und ihre chemische Häufigkeit – vieles hängt von unserem Verständnis von Supernovae ab. Dies ist der genaueste Blick, den wir jemals auf eine Supernova in unserer Galaxie geworfen haben.“

Wirbel aus Gas und Staub sind alles, was von dem Stern übrig geblieben ist, der vor 10.000 Jahren zur Supernova wurde. Cassiopeia A befindet sich 11.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Kassiopeia. A LichtjahrEntspricht 5,88 Billionen Meilen (9,46 Billionen Kilometern), also der Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt.

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Das Licht von Cassiopeia A erreichte die Erde erstmals vor etwa 340 Jahren. Als kleinster bekannter Supernova-Überrest in unserer Galaxie wurde dieser Himmelskörper von vielen bodengestützten und Weltraumteleskopen untersucht. Der Rest erstreckt sich über etwa 10 Lichtjahre oder 60 Billionen Meilen (96,6 Billionen Kilometer).

Erkenntnisse aus Cas A, wie der Überrest auch genannt wird, ermöglichen es Wissenschaftlern, mehr über den Lebenszyklus von Sternen zu erfahren.

Astronomen verwendeten eine Nahinfrarot-Webkamera namens NIRCam, um den Supernova-Überrest bei anderen Lichtwellenlängen als denen früherer Beobachtungen zu betrachten. Das Bild zeigt beispiellose Details der Wechselwirkung zwischen der sich ausdehnenden Materialhülle, die von der Supernova bei ihrer Kollision erzeugt wird, und dem Gas, das der Stern vor der Explosion freigesetzt hat.

Aber das Bild scheint vollständig zu sein Anders als bei Webb im April Verwendung des Mittelinfrarotinstruments (MIRI) des Teleskops. Auf jedem Foto fallen bestimmte Merkmale auf, die auf dem anderen Foto nicht sichtbar sind.

Webb beobachtet das Universum bei Wellenlängen des Infrarotlichts, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Während Wissenschaftler Webbs Daten verarbeiten, wird das vom Teleskop eingefangene Licht in ein für Menschen sichtbares Farbspektrum umgewandelt.

Das neue NIRCam-Bild wird von orangefarbenen und leuchtend rosafarbenen Blitzen in der inneren Hülle des Supernova-Überrests dominiert. Die Farben entsprechen gasförmigen Knoten aus Elementen, die der Stern abgibt, darunter Sauerstoff, Argon, Neon und Schwefel. Im Gas sind Staub und Partikel vermischt. Letztendlich werden all diese Zutaten zusammenkommen und neue Sterne und Planeten bilden.

Durch die Untersuchung der Überreste können Wissenschaftler rekonstruieren, was während der Supernova geschah.

„Dank der Auflösung von NIRCam können wir jetzt sehen, wie der sterbende Stern bei der Explosion vollständig zersprang und Filamente zurückließ, die winzigen Glasscherben ähneln“, sagte Milisavljevic. „Es ist wirklich unglaublich, dass wir nach all den Jahren der Untersuchung von Cas A nun diese Details klären können, die uns einen transformativen Einblick in die Explosion dieses Sterns liefern.“

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Beim Vergleich des NIRCam-Bildes mit dem im April aufgenommenen MIRI-Bild wirkt die neue Perspektive weniger farbenfroh. Die leuchtend orangeroten Wirbel aus dem Aprilbild erscheinen durch die Augen von NIRCam rauchiger und zeigen, wo die Schockwelle der Supernova mit dem umgebenden Material kollidierte.

Das weiße Licht im NIRCam-Bild ist auf Synchrotronstrahlung zurückzuführen, die entsteht, wenn geladene Teilchen beschleunigt werden und sich um magnetische Feldlinien bewegen.

NASA/ESA/CSA/STScI

Astronomen haben mit der Nahinfrarotkamera (links) und dem Mittelinfrarotinstrument (rechts) des Webb-Teleskops bisher ungesehene Details im Supernova-Überrest Cassiopeia A beobachtet.

Das Hauptmerkmal, das in der NIRCam-Ansicht fehlt, ist das „grüne Monster“ aus dem MIRI-Bild oder ein Kreis aus grünem Licht in der Mitte des Überrestes, der die Astronomen verwirrt und herausgefordert hat.

Aber auf dem Nahinfrarotbild sind neue Details zu sehen, das kreisförmige Löcher zeigt, die von Weiß und Lila umgeben sind und geladene Trümmerteilchen umreißen, aus denen das Gas besteht, das der Stern vor seiner Explosion freigesetzt hat.

Ein weiteres neues Merkmal im NIRCam-Bild ist eine Blase namens Baby Cas A, die in der unteren rechten Ecke zu sehen ist. Sie scheint der Nachkomme eines größeren Supernova-Überrests zu sein und befindet sich 170 Lichtjahre hinter Cassiopeia A.

Bei Baby Cas A handelt es sich eigentlich um ein sogenanntes Lichtecho, bei dem Supernova-Licht mit Staub interagiert und ihn aufheizt. Der Staub leuchtet weiter, während er mit der Zeit abkühlt.

„Es ist erstaunlich“, sagte Milisavljevic, der das Projektteam leitete, das zum neuen Image beitrug. „Es sind einige völlig neue Merkmale entstanden, die unsere Denkweise über die Lebenszyklen von Sternen verändern werden.“

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