El telescopio espacial James Webb ha tomado una imagen del remanente de supernova Cassiopeia A (CAS A) a una resolución previamente inalcanzable en longitudes de onda de luz infrarrojas.

Este aspecto de alta resolución revela detalles intrincados de la carcasa en expansión de material que se estrella en el gas proyectado por la estrella antes de que explotara.

CAS A es uno de los restos de supernova mejor estudiados en todo el cosmos. Se encuentra a 11.000 años luz de distancia en la constelación de Cassiopeia. Se estima que ha explotado hace unos 340 años desde nuestro punto de vista.

A lo largo de los años, los observatorios terrestres y basados en el espacio, incluido el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA, han ensamblado colectivamente una imagen de longitud de onda múltiple de los restos hechos hechos del objeto.

Sin embargo, los astrónomos ahora han entrado en una nueva era en el estudio de CAS A. En abril de 2023, el instrumento de infrarrojo intermedio MIRI de Webb comenzó esta historia, revelando características nuevas e inesperadas dentro del caparazón interno del remanente de supernova. Pero muchas de esas características son invisibles en la nueva imagen de Nircam, y los astrónomos están investigando por qué es así.

La luz infrarroja es invisible para nuestros ojos, por lo que los procesadores de imágenes y los científicos representan estas longitudes de onda de luz con colores visibles. En esta imagen más nueva de CAS A, los colores se asignaron a los diferentes filtros de Nircam, y cada uno de esos colores sugiere una actividad diferente dentro del objeto.

A primera vista, la imagen Nircam puede parecer menos colorida que la imagen Miri. Sin embargo, esto no significa que haya menos información: simplemente se reduce a las longitudes de onda en las que el material en el objeto está emitiendo su luz, informa la NASA.

Los colores más notables en la imagen más nueva de Webb son grupos de naranja brillante y rosa claro que conforman la capa interna del remanente de supernova. La visión afilada de Webb puede detectar los nudos de gas más pequeños, compuestos de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella. Incrustado en este gas hay una mezcla de polvo y moléculas, que eventualmente se incorporará a nuevas estrellas y sistemas planetarios. Algunos filamentos de los escombros son demasiado pequeños para resolverse, incluso por Webb, lo que significa que son comparables o menos de 16.000 millones de km (alrededor de 100 unidades astronómicas). En comparación, la totalidad de CAS A abarca 10 años luz, o aproximadamente 96 billones de km.

Al comparar la nueva vista de infrarrojo cercano de Webb de CAS A con la vista de infrarrojo medio, su cavidad interna y su caparazón más externo están curiosamente desprovistos de color. Las afueras de la caparazón interior principal, que aparecían como un naranja profunda y rojo en la imagen de MIRI, ahora parecen humo de una fogata. Esto marca donde la ola de explosión de supernova se está embarcando en el material circunstelar circundante. El polvo en el material circunstelar es demasiado fresco para detectarse directamente en longitudes de onda de infrarrojo cercano, pero se ilumina en el infrarrojo medio.

Los investigadores han concluido que el color blanco es ligero de la radiación sincrotrón, que se emite a través del espectro electromagnético, incluido el infrarrojo cercano. Se genera por partículas cargadas que viajan a velocidades extremadamente altas y en espiral alrededor de las líneas de campo magnético. La radiación sincrotrón también es visible en las cáscaras de burbujas en la mitad inferior de la cavidad interna.

Tampoco se ve en la vista del infrarrojo cercano el bucle de la luz verde en la cavidad central de CAS A que brillaba a la luz del infrarrojo medio, apodado apropiadamente el monstruo verde por el equipo de investigación. Los investigadores describieron esta característica como "difícil de entender" en el momento de su primera mirada.

Si bien el "verde" del monstruo verde no es visible en Nircam, lo que queda en el infrarrojo cercano en esa región puede proporcionar información sobre la misteriosa característica. Los agujeros circulares visibles en la imagen Miri se describen ligeramente en la emisión blanca y púrpura en la imagen de Nircam; esto representa el gas ionizado. Los investigadores creen que esto se debe a que los escombros de supernova empujan y esculpir el gas dejado por la estrella antes de que explotara.

Los investigadores también fueron absolutamente atónitos por una característica fascinante en la esquina inferior derecha del campo de visión de Nircam. Están llamando a ese gran y estriado baby baby Cas A, porque parece una descendencia de la supernova principal.

Este es un eco ligero. La luz de la explosión de la estrella ha alcanzado, y está calentando el polvo distante, que brilla a medida que se enfría. La complejidad del patrón de polvo, y la aparente proximidad de Baby Cas A a CAS A en sí, son particularmente intrigantes para los investigadores. En realidad, Baby Cas A se encuentra a unos 170 años luz detrás del remanente de supernova.

También hay varios otros ecos de luz más pequeños dispersos por el nuevo retrato de Webb.