Używając kosmicznego teleskopu Spitzera, naukowcy wykryli kosmiczne echo gwiazdy neutronowej, która była źródłem wybuchu w pozostałości po supernowej Cassiopeia A. Superonowa Cassiopeia A wybuchła 325 lat temu. Gdy wydawało się, że pozostałości gwiazdy spokojnie się rozwiewają, zaobserwowano ślady błysku aktywności, który zdarzył się zaledwie 50 lat temu.

Odkrycia dokonali Oliver Krause i George H. Rieke z Obserwatorium Stewarda przy Uniwersytecie Arizony. „Spitzer dostarczył nam obrazu pozostałości gwiazdy, jednego z najintensywniej badanych obiektów na niebie, która wciąż doznaje przedśmiertnych drgawek zanim nastąpi jej ostateczny koniec” – mówi Krause.

W podczerwieni pozostaje ślad podróży przez pył promieniowania wyemitowanego przez wybuchającą gwiazdę. Gdy światło porusza się w ku obrzeżom pyłowego obłoku, podgrzewa okoliczną materię i pobudza ją do świecenia w podczerwieni. Takie echo w Cassiopei A to pierwszy przypadek zaobserwowania takiego zjawiska w okolicy dawno obumarłej gwiazdy i największe zjawisko tego typu odkryte dotychczas. Odkrycia dokonano przypadkowo, podczas testów jednego z instrumentów Spitzera – Multiband Imaging Photometer (MIPS) w listopadzie 2003 roku. „Nie mieliśmy pojęcia, że Spitzer może zaobserwować takie echo świetlne. Czasami o największe odkrycia po prostu sie potykamy” – mówi Rieke.

Pozostałość po supernowej takiej jak Cassiopeia A składa się zazwyczaj z zewnętrznej migotliwej powłoki wyrzuconej w wybuchu materii i jądra dawnej masywnej gwiazdy, które zazwyczaj przyjmuje postać gwiazdy neutronowej. Takie gwiazdy mogą być różne: od aktywnych po bardzo ciche. Jednak zwykle zaraz po powstaniu są aktywne. Dlatego naukowcy są zdziwieni, że gwiazda w Cassiopeia A zachowywała się po swoim powstaniu niespodziewanie cicho.

NASA/JPL

Zdjęcia przedstawiają pozostałości po supernowej Cassiopeia A. Zostały zrobione przez teleskop kosmiczny Spitzer w podczerwieni na długości 24µm (mikrometrów) 30 listopada 2003 i 2 grudnia 2004. Teraz znajduje się tam prawdopodobnie gwiazda neutronowa, albo nawet magnetar.

Najnowsze odkrycie wskazuje, że gwiazda neutornowa w Cassiopeia A jest aktywna i może nawet oznaczać, że mamy do czynienia ze szczególną gwiazdą zwaną magnetarem. Są jak krzyczące umarłe gwiazdy, z wybuchającą i drżącą powierzchnią, z której poprzez promieniowanie gamma wydostają się wielkie ilości energii. Spitzer mógł wykryć ślad takiego krzyku gwiazdy.

„ Magnetary występują niezwykle rzadko i są niezwykle trudne do badania, szczególnie jeżeli nie są już związane z miejscem w którym powstały. Jeżeli rzeczywiście wykyliśmy magnetara, będzie to jedyny, o którym będziemy mogli powiedzieć z jakiej gwiazdy się zrodził i kiedy” – mówi Rieke.

Astronomowie po raz pierwszy zobaczyli ślady echo w podczerwieni na splątanych strukturach pyłowych, które ukazały się na testowych obrazach ze Spitzera. Po kilku miesiacach, w październiku 2004 i styczniu 2005 roku zbadali struktury przy użyciu teleskopów naziemnych. Pył zdawał się poruszać na zewnątrz z prędkościa bliską prędkości światła. Kolejne obserwacje wykonane przez Spitzera wskazały, że to nie pył sie porusza, lecz kolejne obszary sa wzbudzane przez przechodzące światło.

Bliższe przyjrzenie się zdjęciom Spizera wskazało na zlanie się co najmniej dwóch śladów wybuchów w otoczeniu Cassiopeia A. Wskazuje na to ułożenie węzłów i smug w oświetlanym pyle. Pierwsze ślady pochodzą z eksplozji supernowej, a inne z okresu wzrostu aktywności z 1953 roku. Dalsze obserwacje mają doprowadzić do sprecyzowania tajemniczego źródła tych struktur.

Krause i Rieke opublikują wyniki swoich badań w czasopiśmie naukowym „Science„.