Webb onthult nooit eerder vertoonde details in Cassiopeia A

Het toont het supernova-overblijfsel Cassiopeia A (Cas A), ontstaan door een stellaire explosie 340 jaar geleden. Cas A is het jongste bekende overblijfsel van een exploderende, massieve ster in ons sterrenstelsel, wat het een unieke kans maakt om meer te weten te komen over hoe zulke supernova's ontstaan.

 Bij de foto: Cassiopeia A (Cas A) is een supernova-restant op ongeveer 11.000 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Cassiopeia. Het omspant ongeveer 10 lichtjaar. Deze nieuwe afbeelding gebruikt gegevens van Webb's Mid-Infrared Instrument (MIRI) om Cas A in een nieuw licht te onthullen. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, D. Milisavljevic (Purdue), T. Temim (Princeton), I. De Looze (Universiteit Gent)  - J. DePasquale (STScI).

"Cas A vertegenwoordigt onze beste kans om naar het puinveld van een geëxplodeerde ster te kijken en een soort autopsie op sterren uit te voeren om te begrijpen welk type ster er vooraf was en hoe die ster explodeerde", zei Danny Milisavljevic van Purdue University in West Lafayette, Indiana, hoofdonderzoeker van het Webb-programma dat deze waarnemingen vastlegde.

"Vergeleken met eerdere infraroodbeelden zien we ongelooflijke details waartoe we eerder geen toegang hadden", voegde Tea Temim van Princeton University in Princeton, New Jersey, een mede-onderzoeker aan het programma toe.

Cassiopeia A is een prototypisch supernova-overblijfsel dat uitgebreid is bestudeerd door een aantal op de grond en in de ruimte gebaseerde observatoria, waaronder NASA's Chandra X-ray Observatory. De waarnemingen met meerdere golflengten kunnen worden gecombineerd om wetenschappers een beter begrip van het overblijfsel te geven.
 

Het beeld ontleden

De opvallende kleuren van het nieuwe Cas A-beeld, waarin infrarood licht wordt vertaald in golflengten van zichtbaar licht, bevatten een schat aan wetenschappelijke informatie. Aan de buitenkant van de bubbel, vooral aan de boven- en linkerkant, liggen oranje en rode gordijnen van materiaal als gevolg van emissie van warm stof. Dit markeert waar uitgestoten materiaal van de geëxplodeerde ster in het omringende circumstellaire gas en stof ramt.

Binnenin deze buitenste schil liggen gevlekte filamenten van felroze bezaaid met bosjes en knopen. Dit vertegenwoordigt materiaal van de ster zelf, dat schijnt door een mix van verschillende zware elementen, zoals zuurstof, argon en neon, evenals stofemissie.

"We proberen nog steeds al deze emissiebronnen te ontwarren", zegt Ilse De Looze van de Universiteit Gent in België, een andere mede-onderzoeker van het programma.

Het stellaire materiaal kan ook worden gezien als zwakkere slierten nabij het binnenste van de holte.

Misschien wel het meest opvallend, een lus die in groen wordt weergegeven, strekt zich uit over de rechterkant van de centrale holte. “We hebben het de bijnaam het Groene Monster gegeven ter ere van Fenway Park in Boston. Als je goed kijkt, zie je dat het pokdalig is met wat lijkt op mini-bubbels" zei Milisavljevic. "De vorm en complexiteit zijn onverwacht en uitdagend om te begrijpen."

Oorsprong van kosmisch stof – en wij

Een van de wetenschappelijke vragen die Cas A kan helpen beantwoorden is: Waar komt kosmisch stof vandaan? Waarnemingen hebben uitgewezen dat zelfs zeer jonge sterrenstelsels in het vroege heelal vol zitten met enorme hoeveelheden stof. Het is moeilijk om de oorsprong van dit stof te verklaren zonder supernova's op te roepen, die grote hoeveelheden zware elementen (de bouwstenen van stof) door de ruimte spuwen.

Bestaande waarnemingen van supernova's hebben echter geen afdoende verklaring kunnen geven voor de hoeveelheid stof die we in die vroege sterrenstelsels zien. Door Cas A met Webb te bestuderen, hopen astronomen een beter begrip te krijgen van het stofgehalte, wat ons kan helpen om te begrijpen waar de bouwstenen van planeten en onszelf zijn gemaakt.

"In Cas A kunnen we regio's met verschillende gassamenstellingen ruimtelijk oplossen en kijken welke soorten stof in die regio's zijn gevormd", legt Temim uit.

Supernova's zoals degene die Cas A heeft gevormd, zijn cruciaal voor het leven zoals wij dat kennen. Ze verspreiden elementen zoals het calcium dat we in onze botten vinden en het ijzer in ons bloed door de interstellaire ruimte, waardoor nieuwe generaties sterren en planeten ontstaan.

"Door het proces van exploderende sterren te begrijpen, lezen we ons eigen oorsprongsverhaal", zei Milisavljevic. "Ik ga de rest van mijn carrière besteden aan het proberen te begrijpen wat er in deze dataset zit."

Het overblijfsel van Cas A meet ongeveer 10 lichtjaar in doorsnede en bevindt zich op 11.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cassiopeia.