Wetenschap
NASA's Chandra brengt timelapse-films uit van de Krabnevel en Cassiopeia A
Nieuwe films van twee van de beroemdste objecten aan de hemel – de Krabnevel en Cassiopeia A – worden vrijgegeven door NASA's Chandra X-ray Observatory. Elk bevat röntgengegevens die Chandra gedurende ongeveer twintig jaar heeft verzameld. Ze laten dramatische veranderingen zien in het puin en de straling die overblijft na de explosie van twee massieve sterren in onze Melkweg.
De Krabnevel, het resultaat van een heldere supernova-explosie gezien door Chinese en andere astronomen in het jaar 1054, bevindt zich op 6500 lichtjaar van de aarde. In het midden bevindt zich een neutronenster, een superdichte ster geproduceerd door de supernova. Terwijl hij ongeveer 30 keer per seconde roteert, passeert zijn stralingsbundel elke baan om de aarde, als een kosmische vuurtoren.
Terwijl de jonge pulsar vertraagt, worden grote hoeveelheden energie in zijn omgeving geïnjecteerd. In het bijzonder ploegt een snelle wind van materie en antimateriedeeltjes de omringende nevel binnen, waardoor een schokgolf ontstaat die de uitdijende ring vormt die je in de film ziet. Jets van de polen van de pulsar spuwen röntgenstraling uitstralende materie en antimateriedeeltjes in een richting loodrecht op de ring.
De afgelopen 22 jaar heeft Chandra veel waarnemingen gedaan van de Krabnevel. Met deze lange looptijd zien astronomen in de nieuwe film duidelijke veranderingen in zowel de ring als de jets. Eerdere Chandra-films toonden beelden uit veel kortere perioden:een periode van vijf maanden tussen 2000 en 2001 en nog eens ruim zeven maanden tussen 2010 en 2011.
Het langere tijdsbestek benadrukt betoverende fluctuaties, waaronder zweepachtige variaties in de röntgenstraal die alleen in deze veel langere film te zien zijn. Later dit jaar zal een nieuwe reeks Chandra-waarnemingen worden uitgevoerd om de veranderingen in het vliegtuig te volgen sinds de laatste Chandra-gegevens begin 2022 werden verkregen.
Timelapse van de Krabnevel:
De tweede facturering in deze doubleheader is net zo spectaculair. Cassiopeia A (kortweg Cas A) zijn de overblijfselen van een supernova die naar schatting ongeveer 340 jaar geleden in de hemel van de aarde is geëxplodeerd. Terwijl er eerder al andere Chandra-films van Cas A zijn uitgebracht, waaronder een met gegevens van 2000 tot 2013, is deze nieuwe film aanzienlijk langer, met gegevens van 2000 tot en met 2019.
Het buitenste gebied van Cas A toont de zich uitbreidende explosiegolf van de explosie. De explosiegolf bestaat uit schokgolven, vergelijkbaar met de sonische knallen die worden gegenereerd door een supersonisch vliegtuig. Deze uitdijende schokgolven zijn plaatsen waar deeltjes worden versneld tot energieën die hoger zijn dan die van de krachtigste versneller op aarde, de Large Hadron Collider.
Terwijl de explosiegolf zich naar buiten voortbeweegt, ontmoet hij omringend materiaal en vertraagt hij, waardoor een tweede schokgolf ontstaat die achteruit beweegt ten opzichte van de explosiegolf, analoog aan een file die achteruit rijdt vanaf de plaats van een ongeval op een snelweg.
Cas A is een van de meest geobserveerde doelen en publiekelijk vrijgegeven beelden van de Chandra-missie. Het was Chandra's officiële eerste lichtopname in 1999 nadat de Space Shuttle Columbia in een baan om de aarde werd gelanceerd en snel voor het eerst een puntbron van röntgenstraling in het centrum van Cas A ontdekte, waarvan later werd bevestigd dat het een neutronenster was.
In de loop der jaren hebben astronomen Chandra gebruikt om bewijs te ontdekken voor ‘superfluïdum’ in de neutronenster van Cas A, om te onthullen dat de oorspronkelijke massieve ster mogelijk binnenstebuiten is gekeerd toen deze explodeerde, en om een belangrijke stap te zetten in het vaststellen hoe gigantische sterren exploderen.
Chandra heeft ook de elementen in de ster in kaart gebracht, die nu de ruimte in bewegen om de volgende generatie sterren en planeten te helpen zaaien. Meer recentelijk werden gegevens van Chandra gecombineerd met gegevens van NASA's James Webb-ruimtetelescoop om de oorsprong van mysterieuze structuren in het overblijfsel te helpen bepalen.
Cassiopeia Een timelapse:
De beelden die in de nieuwste Cas A-film worden gebruikt, zijn verwerkt met behulp van een ultramoderne verwerkingstechniek onder leiding van Yusuke van de Rikkyo Universiteit in Japan om volledig te profiteren van Chandra's scherpe röntgenvisie. Het artikel waarin hun werk wordt beschreven, werd gepubliceerd in The Astrophysical Journal en is online beschikbaar.
Deze twee films tonen Chandra's mogelijkheden om veranderingen in astronomische objecten over menselijke tijdsbestekken te documenteren. Dergelijke films zouden niet mogelijk zijn zonder de archieven van Chandra, die dienen als openbare opslagplaatsen voor de gegevens die zijn verzameld gedurende de bijna 25 jaar dat Chandra actief is.