Video:Det seneste kig på første lys fra Chandra

NASAs Chandra X-ray Observatory har fanget mange spektakulære billeder af kosmiske fænomener i løbet af sine to årtiers operationer, men måske dens mest ikoniske er supernova-resten Cassiopeia A.

Beliggende omkring 11, 000 lysår fra Jorden, Cas A (som det har tilnavnet) er det glødende affaldsfelt, der er efterladt, efter at en massiv stjerne eksploderede. Da stjernen løb tør for brændstof, den kollapsede på sig selv og blæste op som en supernova, muligvis kortvarigt at blive et af de lyseste objekter på himlen. (Selvom astronomer tror, ​​at dette skete omkring år 1680, der er ingen verificerbare historiske optegnelser, der bekræfter dette.)

Chokbølgerne genereret af denne eksplosion overladede stjernevraget og dets miljø, få affaldet til at lyse klart i mange typer lys, især røntgenstråler. Kort efter Chandra blev opsendt ombord på rumfærgen Columbia den 23. juli, 1999, astronomer instruerede observatoriet til at pege mod Cas A. Det blev vist i Chandras officielle "First Light"-billede, udgivet 26. august, 1999, og markerede et skelsættende øjeblik ikke kun for observatoriet, men for røntgenastronomiområdet. Nær midten af ​​det indviklede mønster af det ekspanderende affald fra den knuste stjerne, billedet afslørede, for første gang, et tæt objekt kaldet en neutronstjerne, som supernovaen efterlod.

Siden da, Chandra er gentagne gange vendt tilbage til Cas A for at lære mere om dette vigtige objekt. En ny video viser udviklingen af ​​Cas A over tid, gør det muligt for seerne at se, mens utrolig varm gas - omkring 20 millioner grader Fahrenheit - i resten udvider sig udad. Disse røntgendata er blevet kombineret med data fra en anden af ​​NASAs "Great Observatories, "Hubble-rumteleskopet, viser sarte trådstrukturer af køligere gasser med temperaturer på omkring 20, 000 grader Fahrenheit. Hubble-data fra en enkelt tidsperiode vises for at understrege ændringerne i Chandra-dataene.

Videoen viser Chandra-observationer af Cas A fra 2000 til 2013. I den tid, et barn kunne komme i børnehave og tage eksamen fra gymnasiet. Selvom transformationen måske ikke er så tydelig som en elevs i samme periode, det er bemærkelsesværdigt at se et kosmisk objekt ændre sig på menneskelige tidsskalaer.

Det blå, ydre område af Cas A viser eksplosionens ekspanderende eksplosionsbølge. Blastbølgen er sammensat af chokbølger, svarende til de soniske bom genereret af et supersonisk fly. Disse ekspanderende chokbølger producerer røntgenstråling og er steder, hvor partikler bliver accelereret til energier, der når omkring to gange højere end den kraftigste accelerator på Jorden, den store Hadron Collider. Når eksplosionsbølgen bevæger sig udad med hastigheder på omkring 11 millioner miles i timen, det møder omgivende materiale og bremser, genererer en anden chokbølge - kaldet et "omvendt chok" - der bevæger sig baglæns, svarende til, hvordan en trafikprop kører baglæns fra ulykkesstedet på en motorvej.

Disse omvendte stød er normalt observeret at være svage og meget langsommere i bevægelse end eksplosionsbølgen. Imidlertid, et hold af astronomer ledet af Toshiki Sato fra RIKEN i Saitama, Japan, og NASAs Goddard Space Flight Center, har rapporteret omvendte stød i Cas A, der virker lyse og hurtigt bevægende, med hastigheder mellem omkring 5 og 9 millioner miles i timen. Disse usædvanlige omvendte stød er sandsynligvis forårsaget af eksplosionsbølgen, der støder på klumper af materiale, der omgiver resten, som Sato og teamet diskuterer i deres 2018-undersøgelse. Dette får eksplosionsbølgen til at bremse hurtigere, som genaktiverer det omvendte stød, gør det lysere og hurtigere. Partikler accelereres også til kolossale energier af disse indadgående stød, når omkring 30 gange energierne af LHC.

Denne nylige undersøgelse af Cas A føjer til en lang samling af Chandra-opdagelser i løbet af teleskopets 20 år. Ud over at finde den centrale neutronstjerne, Chandra-data har afsløret fordelingen af ​​elementer, der er essentielle for liv udstødt af eksplosionen (vist ovenfor), har konstrueret en bemærkelsesværdig tredimensionel model af supernova-resten, og meget mere.

Forskere skabte også en historisk optegnelse i optisk lys af Cas A ved hjælp af fotografiske plader fra Palomar Observatory i Californien fra 1951 og 1989, der var blevet digitaliseret af programmet Digitized Access to a Sky Century @ Harvard (DASCH), placeret på Center for Astrofysik | Harvard &Smithsonian (CfA). Disse blev kombineret med billeder taget af Hubble-rumteleskopet mellem 2000 og 2011. Dette langsigtede kig på Cas A gjorde det muligt for astronomerne Dan Patnaude fra CfA og Robert Fesen fra Dartmouth College at lære mere om eksplosionens fysik og den resulterende rest fra både røntgendata og optiske data.

Denne nylige undersøgelse af Cas A føjer til en lang samling af Chandra-opdagelser i løbet af teleskopets 20 år. Ud over at finde den centrale neutronstjerne, Chandra-data har afsløret fordelingen af ​​elementer, der er essentielle for liv udstødt af eksplosionen, ledetråde om detaljerne om, hvordan stjernen eksploderede, og meget mere.