Webb onthult verbazingwekkende nieuwe structuren in een beroemde supernova

Kleine, halvemaanvormige structuren zijn duidelijk zichtbaar.

NASA‘S James Webb-ruimtetelescoop Nieuwe details over Supernova 1987A zijn onthuld met behulp van het NIRCam-instrument (Near Infrared Camera). De structuren, waarvan sommige alleen zichtbaar zijn in infrarode golflengten, geven aanwijzingen over de evolutie van supernova’s in de loop van de tijd.

De Webb NIRCam (Near Infrared Camera) heeft dit gedetailleerde beeld van SN 1987A (Supernova 1987A) vastgelegd, met aantekeningen om de belangrijkste structuren te benadrukken. In het midden vormt het materiaal dat door de supernova wordt uitgestoten een sleutelgat. Links en rechts van hem bevinden zich vage halve manen, onlangs ontdekt door Webb. Daarachter bevindt zich een equatoriale ring, gemaakt van materiaal dat tienduizenden jaren vóór de ontploffing van de supernova is uitgestoten, met daarin heldere hete plekken. Daarbuiten is er diffuse emissie en twee zwakke buitenringen. In deze afbeelding vertegenwoordigt blauw licht op 1,5 micron (F150W), cyaan op 1,64 en 2,0 micron (F164N, F200W), geel op 3,23 micron (F323N), oranje op 4,05 micron (F405N) en rood op 4,44 micron (F444W). .
Beeldcredits: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Cardiff University), Richard Arndt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Franson (Universiteit van Stockholm), Josephine Larsson (KTH), Alisa Pagan (STScI)

De Webb-ruimtetelescoop onthult nieuwe structuren in de beroemde supernova

NASA’s James Webb-ruimtetelescoop is begonnen met het bestuderen van een van de beroemdste supernova’s, SN 1987A (Supernova 1987A). SN 1987A bevindt zich op een afstand van 168.000 lichtjaar in de Grote Magelhaanse Wolk en is sinds zijn ontdekking in februari 1987 al bijna 40 jaar het doelwit van intense waarnemingen op golflengten variërend van gammastraling tot radio. De infraroodcamera levert cruciale bewijs voor ons begrip van hoe de planeet in de loop van de tijd is geëvolueerd en zijn overblijfselen heeft gevormd.

Belangrijkste monitoringfuncties

Deze afbeelding onthult een centrale sleutelgatachtige structuur. Dit centrum is gevuld met gas en stof afkomstig van de supernova-explosie. Het stof is zo dicht dat zelfs het nabij-infraroodlicht dat Webb detecteert er niet doorheen kan dringen en het donkere “gat” in het sleutelgat vormt.

Deze tijdlijn met foto’s gemaakt door Hubble-ruimtetelescoopDe Wide Field Planetary Camera 2 en de Advanced Camera for Surveys laten veranderingen zien in de ring van materie rond een starburst genaamd Supernova 1987A. Deze verbazingwekkende lichtshow is de botsing van puin met de gasring rond de plaats van de explosie, gezien van 24 september 1994 tot 28 november 2003. Afbeelding tegoed: NASA en L. Barranger (STScI); Afbeeldingen: NASA, geb. Challis, R. Kirchner (Harvard Smithsonian Cfa), B. Sugarman (STScI)

Een sprankelende tropische ring omringt het binnenste sleutelgat en vormt een band rond de taille die twee vervaagde armen van de buitenste zandloperringen met elkaar verbindt. De equatoriale ring, die is gevormd uit materiaal dat tienduizenden jaren vóór de explosie van de supernova werd uitgestoten, bevat heldere hete plekken die verschenen toen de schokgolf van de supernova de ring trof (zie video hierboven). Er zijn nu zelfs plekken buiten de ring, met daaromheen diffuse emissie. Dit zijn de locaties van supernovaschokken die een groter deel van het buitenste materiaal raken.

Vergelijkende inzichten en nieuwe ontdekkingen

Hoewel deze structuren in verschillende mate zijn waargenomen door NASA’s Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen en het Chandra X-ray Observatory, onthulden Webbs ongeëvenaarde gevoeligheid en ruimtelijke resolutie een nieuw kenmerk in de supernovaresten: kleine, halvemaanachtige structuren. Aangenomen wordt dat deze halve manen deel uitmaken van de buitenste gaslagen die vrijkomen bij de supernova-explosie. Hun helderheid kan een indicatie zijn van de helderheid van ledematen, een optisch fenomeen dat voortkomt uit het zien van uitdijende materie in drie dimensies. Met andere woorden, door onze kijkhoek lijkt het alsof er meer materie in deze twee halve manen zit dan er in werkelijkheid zou kunnen zijn.

Astronomen combineerden waarnemingen van drie verschillende observatoria (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, rood; Hubble, groen; en Chandra X-ray Observatory, blauw) om dit kleurenbeeld met meerdere golflengten van het complexe overblijfsel van supernova 1987A te produceren.
Beeldbron: NASA, ESA, A. Angelich (NRAO, AUI, NSF)
Hubble-afbeelding: NASA, ESA en R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Centrum voor Astrofysica en de Gordon en Betty Moore Foundation)
Chandra-afbeelding: NASA/CXC/Penn State/K. Frank et al.
ALMA-afbeelding: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) en R. Indebetouw (NRAO/AUI/NSF)

Opvallend is ook de hoge resolutie van deze afbeeldingen. Vóór Webb had de inmiddels gepensioneerde Spitzer-telescoop deze infrarood-supernova gedurende zijn hele levensduur waargenomen, wat belangrijke gegevens opleverde over hoe de emissies zich in de loop van de tijd ontwikkelden. Dat is hem echter nooit gelukt aan het kijken De supernova in zo’n helderheid en detail.

Het ontrafelen van mysteries en toekomstige studies

Ondanks decennia van onderzoek sinds de eerste ontdekking van de supernova, blijven er nog veel mysteries bestaan, vooral rond de supernova. neutronenster die zich had moeten vormen in de nasleep van een supernova-explosie.

Net als Spitzer zal Webb de supernova in de loop van de tijd blijven volgen. De instrumenten NIRSpec (Near Infrared Spectrometer) en MIRI (Medium Infrared Instrument) zullen astronomen de mogelijkheid bieden om in de loop van de tijd nieuwe infraroodgegevens met hoge resolutie vast te leggen en nieuwe inzichten te verwerven in nieuw geïdentificeerde halvemaanvormige structuren. Bovendien zal Webb blijven samenwerken met Hubble, Chandra en andere observatoria om nieuwe inzichten te verschaffen in het verleden en de toekomst van deze legendarische supernova.

De James Webb-ruimtetelescoop is ‘s werelds toonaangevende observatorium voor ruimtewetenschap. Webb lost mysteries in ons zonnestelsel op, kijkt verder dan de verre werelden rond andere sterren en onderzoekt de mysterieuze oorsprong en structuren van ons universum en onze plaats daarin. Webb is een internationaal programma onder leiding van NASA met als partners de European Space Agency (ESA).Europese Ruimtevaartorganisatie) en de Canadian Space Agency.