Gorące plamy znajdujące się w pobliżu rozrzuconych w wyniku wybuchu szczątków gwiazdy są pogłosem pochodzącym z pierwszych chwil po eksplozji supernowej. Do takiego wniosku doszli uczeni opracowujący dane z Kosmicznego Teleskopu Spitzera.

Eli Dwek z będącego częścią NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt i Richard Arendt z University of Maryland twierdzą, że to kosmiczne echo jest zasilane przez falę uderzeniową powstałą około 11 tysięcy lat temu. “Widzimy wybuch supernowej” – powiedział Dwek.

Inna grupa uczonych korzystająca z danych ze Spitzera, odkryła wcześniej gorące punkty w pobliżu pozostałości po supernowej Cassiopeia A i stwierdziła ich ważność jako echa po dawnym wybuchu. Dwek i Arendt wykorzystali dane ze Spitzera, przebadali dokładnie obserwowany gorący pył i sprecyzowali przyczyny powstawania echa.

Sześć pętli krzemianowego pyłu w pobliżu pozostałości po wybuchu ma temperaturę od -170 do -120 stopni Celsjusza. W warunkach ziemskich wydawać się może, że to niedużo. Jednak taka temperatura jest wysoka jeśli porówna się ją z temperaturą typowego pyłu międzygwiazdowego.

Praca na ten temat ukazała się 1 października w “The Astrophysical Journal“. Uczeni dowodzą, że jedynym procesem, który mógł nagrzać tak bardzo ziarna pyłu jest krótki i bardzo energetyczny błysk promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego oznajmiający śmierć gwiazdy. Błysk był setki miliardów razy jaśniejszy niż Słońce, ale trwał tylko około 1 dnia.

Światło eksplozji w Kasjopei dotarło do Ziemi w XVII wieku, lecz pozostało wtedy niezauważone. Teleskop Spitzera dał astronomom drugą szansę zbadania powstawania supernowej.

Mimo że wybuch uniknął zaobserwowania, jego pozostałość (gorący obłok gazy znany jako Cassiopeia A, Cas A w skrócie) jest jedną z najlepiej zbadanych pozostałości po supernowej. Leży on 11 tysięcy lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Kasjopei.

Kiedy gwiazda o dużej masie wyczerpuje swoje paliwo nuklearne, jej jądro zapada się do supergęstego obiektu, zwanego gwiazdą neutronową. W trakcie tego procesu powstaje fala uderzeniowa, która odrzuca zewnętrzne warstwy gwiazdy. Fala ta jest źródłem błysku, który widoczny jest również w promieniowaniu optycznym.

9 stycznia 2008 roku kosmiczne obserwatorium Swift zaobserwowało trwający 5 minut błysk promieniowania X w galaktyce NGC 2770. Kilka dni później pojawiła się w niej gwiazda supernowa. Stało się to potwierdzeniem, istniejących dotąd tylko w symulacjach komputerowych, teorii o powstawaniu fali uderzeniowej.

Obserwowane przez Teleskop Spitzera echo (w promieniowaniu podczerwonym) pochodzi z obłoków pyłu znajdujących się 160 lat świetlnych dalej niż miejsce wybuchu. Błysk promieniowania powstały w trakcie eksplozji poruszał się w przestrzeni kosmicznej z prędkością światła, po 160 latach dotarł do obłoków i ogrzał znajdujące się w nich ziarna. Pył pochłonął promieniowanie i wyemitował je w zakresie podczerwonym.

Fala uderzeniowa podróżowała do obłoków przez 160 lat. Wyprodukowana przez nie podczerwień potrzebowała tyle samo czasu aby wrócić. Stąd wzięło się trwające 320 lat przesunięcie między błyskiem supernowej a obserwacją jego echa.

Dalsze badania pozwolą na dokładniejsze zbadanie wybuchu, samej gwiazdy i środowiska w jakim istniała.

Autor

Michał Matraszek