Spitzer odkrývá vrstvy výbuchu supernovy

Pomocí infračerveného Spitzerova kosmického dalekohledu objevili, že pozůstatky výbuchu hvězdy, pojmenované jako Kasiopeia A, mají docela uspořádaný tvar připomínající cibulové slupky.

"Spitzer v podstatě našel důležité a doposud chybějící kusy skládačky ze kterých je Kasiopeia A složena," napsala Jessica Ennis z Minnesotské university ve článku, který bude publikován 20.listopadu v časopisu Astrophysical Journal.

"Našli jsme nové kousky z cibulovitých vrstev, které nebyly nikdy předtím pozorovány," řekl Dr. Lawrence Rudnick, také z Minnesotské university, který byl vedoucím výzkumného týmu. "Říká nám to, že výbuch hvězdy nebyl chaotický a nesmíchal tak pozůstatky hvězdy na jednu velkou hromadu kaše."

Kasiopeia A, nebo zkráceně Cas A, je pozůstatkem po výbuchu supernovy. Původní hvězda, která byla asi 15 až 20 krát hmotnější než naše Slunce, zanikla v kataklyzmatickém výbuch relativně nedávno a navíc v naší vlastní Galaxii, Mléčné dráze. Jako všechny dospělé hmotné hmotné hvězdy, byla i hvězda Cas A složena z uspořádaných koncentrických vrstev různých prvků. Vnější obálka hvězdy se skládala z lehčích prvků jako se vodík, střední vrstvy byly lemovány těžšími prvky jako je neon, a jeho jádro bylo přecpáno nejtěžšími prvky, jako třeba železo.

Až doteď si vědci nebyli zcela přesně jistí tím, co se ve hvězdě Cas A událo, že se trhala po částech. Jednou z možností bylo, že hvězda explodovala více méně uniformně, odhazujíc při tom postupně jednotlivé vrstvy. Pokud by se jednalo o tento případ, pak by jednotlivé vrstvy měly být viditelně uchovány v expandujících zbytcích výbuchu. Dřívější pozorování sice odhalila části těchto vrstev, byly v nich ale záhadné mezery.

Nakonec to byl Spitzer, který hádanku rozřešil. Ukazuje se, že některé části hvězdy Cas A nebyly výbuchem hvězdy odmrštěny pryč stejně rychle jako jiné. Představte si cibuli u níž jsou některé části jejich vrstev výbuchem odpáleny pryč o něco pomaleji než jiné části týchž vrstev.

"Nyní si můžeme lépe přestavit to, jak hvězda explodovala," řekl Dr. William Reach z NASA Spitzerova vědeckého centra v Pasadeně v Kalifornii. "Zdá se, že většina původních vrstev hvězdy byla vyvržena do prostoru postupně, ale různými průměrnými rychlostmi v závislosti na tom, kde výbuch začal."

Jak Spitzer našel chybějící části skládačky? Když jednotlivé vrstvy vyvržené z hvězdy narazí, jedna po druhé do rázové vlny exploze, zahřejí se. Hmota, která narazila do rázové vlny už dříve měla více času na to, aby se ohřála na teploty, které vyzařují rentgenové a viditelné světlo. Naopak hmota která se s rázovou vlnou setkala později je chladnější a vyzařuje jen v infračerveném oboru. Výsledkem bylo, že původně pozorované rentgenové a viditelné světlo identifikovalo horký, materiál z hlubokých vrstev, který byl ven vyvržen rychle, ale už ne chladnější části, které se za ním opozdily. Infračervené detektory Spitzerova dalekohledu byly schopny najít právě tyto "opozdil" a chladnější kusy vrstev plynu a prachu pocházející ze středních vrstev, v nichž se nacházel neon, kyslík a hliník.

Kasiopeia A je ideálním cílem pro studium anatomie výbuchu supernovy, protože je mladá, relativně blízko naší sluneční soustavě a tak podstupuje své závěrečné smrtelné bolesti přímo před bdělýma očima nejrůznějších dalekohledů. To jak se vzhled pozůstatků po supernově promění již za několik měsíců si můžete zvětšit na obrázku vpravo. Jiný pohled na tento objekt získáte, například pomocí Hubbleova dalekohledu, v článku ze 30.srpna 2006. Už za několik set let totiž budou zbytky Cas A zcela smíchány a navždy se tak smaže záznam o tom, jak hvězda žila a zemřela.