Webb-Teleskop fängt detailliertesten Blick ins Innere einer Supernova ein
Nun hat ein neues Bild des James Webb Weltraumteleskops den Astronomen zufolge den genauesten und detailliertesten Blick in das Innere des explodierten Sterns gewährt. Die Analyse des Bildes könnte den Forschern helfen, die Prozesse besser zu verstehen, die diese gewaltigen Brandherde antreiben.
Das Weltraumobservatorium hat es den Astronomen auch ermöglicht, mysteriöse Merkmale zu erkennen, die auf Bildern, die mit Teleskopen wie Hubble, Chandra oder Spitzer oder den anderen Instrumenten von Webb aufgenommen wurden, nicht zu sehen waren.
Das neue Bild wurde am Montag von der First Lady Dr. Jill Biden bei der Vorstellung des allerersten digitalen Adventskalenders des Weißen Hauses gezeigt, der Webbs neue Perspektive von Cassiopeia A enthält, die wie ein Weihnachtsschmuck zu leuchten scheint.
"Wir hatten noch nie einen derartigen Blick auf einen explodierten Stern", sagte der Astronom Dan Milisavljevic, Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der Purdue University, in einer Erklärung. "Supernovae sind die Haupttriebkräfte der kosmologischen Entwicklung. Die Energien, ihre chemischen Häufigkeiten - vieles hängt von unserem Verständnis der Supernovae ab. Dies ist der genaueste Blick, den wir bisher auf eine Supernova in unserer Galaxie werfen konnten."
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 in 11.000 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Cassiopeia. Ein Lichtjahr entspricht 5,88 Billionen Meilen (9,46 Billionen Kilometer) und ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt.
Das Licht von Cassiopeia A erreichte die Erde erstmals vor etwa 340 Jahren. Als jüngster bekannter Supernova-Überrest in unserer Galaxie wurde das Himmelsobjekt von einer Vielzahl von boden- und weltraumgestützten Teleskopen untersucht. Der Überrest hat eine Ausdehnung von etwa 10 Lichtjahren bzw. 60 Billionen Meilen (96,6 Billionen Kilometer).
Die Erkenntnisse aus Cas A, wie der Überrest auch genannt wird, ermöglichen es den Wissenschaftlern, mehr über den Lebenszyklus von Sternen zu erfahren.
Cas A in einem neuen Licht sehen
Die Astronomen nutzten die Nahinfrarotkamera NIRCam von Webb, um den Supernova-Überrest bei anderen Lichtwellenlängen als bei früheren Beobachtungen zu sehen. Das Bild zeigt beispiellose Details der Wechselwirkung zwischen der sich ausdehnenden Hülle aus Material, das von der Supernova beim Zusammenstoß mit dem vom Stern vor der Explosion freigesetzten Gas erzeugt wird.
Das Bild sieht jedoch völlig anders aus als eines, das Webb im April mit dem Mid-Infrared Instrument (MIRI) des Teleskops aufgenommen hat. Auf beiden Bildern sind bestimmte Merkmale zu erkennen, die auf dem anderen Bild nicht sichtbar sind.
Webb beobachtet das Universum in Wellenlängen des Infrarotlichts, das für das menschliche Auge unsichtbar ist. Bei der Verarbeitung der Daten von Webb wird das vom Teleskop eingefangene Licht in ein für den Menschen sichtbares Farbspektrum umgewandelt.
Das neue NIRCam-Bild wird von orangefarbenen und hellrosa Farbblitzen innerhalb der inneren Hülle des Supernova-Überrests dominiert. Die Farben entsprechen den gasförmigen Knoten von Elementen, die der Stern abgeworfen hat, darunter Sauerstoff, Argon, Neon und Schwefel. Unter das Gas sind Staub und Moleküle gemischt. Letztendlich werden sich all diese Bestandteile zu neuen Sternen und Planeten verbinden.
Die Untersuchung des Überrests ermöglicht es den Wissenschaftlern, zu rekonstruieren, was während der Supernova geschah.
"Mit der Auflösung von NIRCam können wir jetzt sehen, wie der sterbende Stern bei seiner Explosion völlig zerbrach und dabei Filamente hinterließ, die winzigen Glasscherben ähneln", so Milisavljevic. "Es ist wirklich unglaublich, dass wir nach all den Jahren, in denen wir Cas A untersucht haben, nun diese Details auflösen können, die uns neue Erkenntnisse darüber liefern, wie dieser Stern explodiert ist."
Webb's doppelte Perspektiven
Vergleicht man das NIRCam-Bild mit dem im April aufgenommenen MIRI-Bild, erscheint die neue Perspektive weniger farbenfroh. Die hellen orangefarbenen und roten Strudel des April-Bildes sehen mit den Augen der NIRCam rauchiger aus und zeigen, wo die Schockwelle der Supernova auf das umgebende Material prallte.
Das weiße Licht auf dem NIRCam-Bild wird durch Synchrotronstrahlung verursacht, die entsteht, wenn geladene Teilchen beschleunigt werden und sich um Magnetfeldlinien bewegen.
Ein wichtiges Merkmal, das in der NIRCam-Aufnahme fehlt, ist das "Grüne Monster" aus dem MIRI-Bild, ein Kreis aus grünem Licht im Zentrum des Überrests, der die Astronomen vor ein Rätsel gestellt hat.
Auf dem Bild im nahen Infrarot sind jedoch neue Details zu sehen, die auf kreisförmige Löcher hinweisen, die von weißem und violettem Licht umhüllt sind und auf geladene Trümmerteilchen hinweisen, die das Gas formen, das der Stern vor seiner Explosion ausstieß.
Ein weiteres neues Merkmal auf dem NIRCam-Bild ist ein Klecks mit dem Spitznamen Baby Cas A, der in der unteren rechten Ecke zu sehen ist. Er sieht aus wie ein Abkömmling des größeren Supernova-Überrests und befindet sich 170 Lichtjahre hinter Cassiopeia A.
Bei Baby Cas A handelt es sich um ein sogenanntes Lichtecho, bei dem das Licht der Supernova mit Staub wechselwirkte und diesen zum Aufheizen brachte. Der Staub leuchtet weiter, während er mit der Zeit abkühlt.
"Es ist atemberaubend", sagt Milisavljevic, der ein Projektteam leitete, das zu dem neuen Bild beigetragen hat. "Es sind einige Merkmale aufgetaucht, die völlig neu sind und die unsere Vorstellung von den Lebenszyklen der Sterne verändern werden.
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Quelle: edition.cnn.com
