근적외선에 숨겨진 신비한 특징
크리스마스 트리의 완벽한 위치에 놓을 준비가 된 반짝이고 둥근 장식처럼 초신성 카시오페이아 A(Cas A)의 잔해가 NASA의 제임스 웹 우주 망원경이 촬영한 새로운 이미지에서 빛납니다. 의 일부로 백악관의 2023년 공휴일, 미국 영부인 질 바이든(Jill Biden) 박사가 최초로 백악관 강림절 달력을 출시했습니다. 연휴의 “마법, 경이로움, 기쁨”을 보여주기 위해 Biden 박사와 NASA는 Webb의 이 새로운 이미지를 통해 축하하고 있습니다.
모든 것이 밝지만, 이 장면은 속담의 고요한 밤이 아닙니다. Cas A의 Webb NIRCam(근적외선 카메라)은 이 파장에서 이전에 달성할 수 없었던 해상도로 이 별빛 폭발을 표시합니다. 이 고해상도 사진은 별이 폭발하기 전에 방출한 가스와 충돌하여 팽창하는 물질 껍질의 복잡한 세부 사항을 보여줍니다.
Cas A는 우주 전체에서 가장 잘 연구된 초신성 잔해 중 하나입니다. 수년에 걸쳐 NASA를 포함한 지상 및 우주 기반 관측소 찬드라 엑스레이 관측소, 허블 우주 망원경그리고 은퇴했다 스피처 우주 망원경 그들은 시체의 유해에 대한 다중 파장 이미지를 편집했습니다.
그러나 천문학자들은 이제 Cas A 연구에서 새로운 시대에 접어들었습니다. 2023년 4월 Webb의 MIRI 장비(중적외선 장비)가 발견되었습니다. 이 장이 시작되었습니다, 초신성 잔해의 내부 껍질 내에서 새롭고 예상치 못한 특징을 드러냅니다. 이러한 특징 중 상당수는 새로운 NIRCam 이미지에서 볼 수 없으며 천문학자들은 그 이유를 조사하고 있습니다.
이미지: 카시오페이아 A(NIRCam)
“유리 파편처럼”
적외선은 우리 눈에 보이지 않으므로 이미지 프로세서와 과학자들은 이러한 빛의 파장을 눈에 보이는 색상으로 변환합니다. Cas A의 최신 이미지에서 색상은 서로 다른 NIRCam 필터에 할당되며 이러한 각 색상은 개체 내에서 발생하는 서로 다른 활동을 나타냅니다.
첫눈에, NIRCam 이미지는 MIRI 이미지보다 덜 화려하게 나타날 수 있습니다. 그러나 이는 단순히 물체의 물질이 빛을 방출하는 파장 때문입니다.
Webb의 새로운 이미지에서 가장 눈에 띄는 색상은 초신성 잔해의 내부 지각을 구성하는 밝은 주황색과 밝은 분홍색 덩어리입니다. Webb의 날카로운 시력은 별 자체에서 황, 산소, 아르곤 및 네온으로 구성된 가장 작은 가스 매듭을 감지할 수 있습니다. 이 가스에는 먼지와 입자가 혼합되어 있으며, 이는 결국 새로운 별과 행성계의 구성 요소가 됩니다. 잔해 필라멘트 중 일부는 너무 작아서 Loeb조차도 해결할 수 없습니다. 즉, 폭이 100억 마일(약 100천문 단위)과 비슷하거나 그 미만입니다. 이에 비해 Cas A 전체의 크기는 10광년, 즉 60조 마일에 이릅니다.
연구팀을 이끌고 있는 퍼듀 대학의 Dani Milisavljevic은 “NIRCam의 해상도 덕분에 우리는 이제 죽어가는 별이 폭발하면서 어떻게 완전히 산산조각이 나고 작은 유리 파편과 유사한 필라멘트를 남기는지를 볼 수 있습니다”라고 말했습니다. “Cas A를 수년간 연구한 끝에 이제 이러한 세부 사항을 해결할 수 있다는 것은 정말 놀라운 일이며, 이를 통해 이 별이 어떻게 폭발했는지에 대한 혁신적인 통찰력을 제공합니다.”
이미지: 카시오페이아 A NIRCam/MIRI
숨겨진 녹색 괴물
Webb의 새로운 Cas A 근적외선 사진과 중적외선 사진을 비교해 보면 내부 구멍과 외부 껍질이 이상하게도 무색입니다.
MIRI 이미지에서 진한 주황색과 빨간색으로 나타난 메인 내부 쉘의 가장자리는 이제 모닥불에서 나오는 연기처럼 보입니다. 이는 초신성의 폭발파가 별 주변 물질과 충돌하는 지점을 가리킨다. 별을 둘러싸고 있는 물질의 먼지는 너무 차가워서 근적외선 파장에서 직접 감지할 수 없지만 중적외선에서는 빛을 발합니다.
연구원들은 흰색이 근적외선을 포함한 전자기 스펙트럼에 걸쳐 방출되는 싱크로트론 복사에서 나오는 빛이라고 말합니다. 이는 매우 빠른 속도로 이동하고 자기장 선을 감싸는 하전 입자에 의해 생성됩니다. 싱크로트론 방사선은 내부 공동의 아래쪽 절반에 있는 거품 모양 껍질에서도 볼 수 있습니다.
또한 근적외선 이미지에서 누락된 것은 Cas A의 중앙 공동에서 중적외선으로 빛나던 녹색광 고리였는데, 연구팀은 이것을 녹색 괴물이라고 불렀습니다. 이 기능은 연구자들이 처음 봤을 때 “이해하기 어렵다”고 설명했습니다.
녹색 괴물의 녹색은 NIRCam에서 볼 수 없지만 해당 지역에 남아 있는 근적외선은 이 신비한 특징에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. MIRI 이미지에 보이는 원형 구멍은 NIRCam 이미지에서 흰색과 보라색 방출로 희미하게 윤곽이 잡혀 있습니다. 이는 이온화된 가스를 나타냅니다. 연구자들은 이것이 가스를 통해 돌진하는 초신성 잔해가 폭발하기 전에 별이 남긴 가스를 형성하기 때문이라고 믿습니다.
사진: 의자A의 특징
베이비 카스 A
연구원들은 또한 NIRCam 시야의 오른쪽 하단에 있는 놀라운 특징에 놀랐습니다. 그들은 그 크고 줄무늬가 있는 덩어리를 Baby Cas A라고 부릅니다. 왜냐하면 그것은 주요 초신성의 후손처럼 보이기 때문입니다.
이것은 빛의 메아리로, 오래 전에 별의 폭발로 인한 빛이 도달하여 먼 먼지를 가열하고 식으면서 빛을 발합니다. 먼지 패턴의 복잡성과 Baby Cas A와 Cas A 자체의 명백한 근접성은 특히 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 사실, Baby Cas A는 초신성 잔해로부터 약 170광년 떨어진 곳에 위치해 있습니다.
또한 새로운 Webb 이미지 전체에 흩어져 있는 작은 빛 에코도 많이 있습니다.
Cas A 초신성 잔해는 카시오페이아자리 방향으로 11,000광년 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 우리 관점에서는 약 340년 전에 폭발한 것으로 추정된다.
제임스 웹 우주 망원경은 세계 최고의 우주 과학 관측소입니다. Webb은 태양계의 미스터리를 풀고, 다른 별 주변의 머나먼 세계 너머를 바라보며, 우주의 신비한 구조와 기원, 그리고 그 안에 있는 우리의 위치를 탐구합니다. WEB는 NASA가 파트너인 ESA(유럽 우주국) 및 캐나다 우주국과 함께 주도하는 국제 프로그램입니다.
미디어 커뮤니케이션
로라 베츠 – [email protected], 롭 고트로– [email protected]
NASA 고다드 우주 비행 센터, 메릴랜드주 그린벨트.
한나 브라운 – [email protected], 크리스틴 풀리암 – [email protected]
우주망원경과학연구소메릴랜드 주 볼티모어.
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관련 정보
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“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”