仙后座A：詹姆斯·韦伯太空望远镜的宇宙圣诞小玩意在白宫降临节日历上赢得一席之地

拓牛李强

（）据美国太空网（罗伯特·李）：你认为圣诞晚餐的残骸需要一段时间来清理。詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的一张新揭示的仙后座A (Cas A)的图像显示，在一颗恒星剧烈爆炸产生它约340年后，明亮的超新星残骸仍然像宇宙圣诞玩具一样闪闪发光。

这张超新星遗迹的照片距离我们大约1万光年，是第一夫人吉尔·拜登博士和美国国家航空航天局周日(12月10日)在白宫庆祝活动和有史以来第一个白宫降临节日历上公布的2023年假期的一部分。

这个超新星残骸之前已经在一个波长范围内进行了非常详细的研究，但詹姆斯·韦伯太空望远镜的新图像对天文学家来说代表着“圣诞节提前到来”,因为它以高分辨率显示了Cas A——大约10光年宽。而且，作为JWST的专长，这幅图像是用红外波长数据构建的。



在白宫降临节日历中，詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的一张令人惊叹的新图像中，超新星遗迹仙后座A作为圣诞奇观获得了新的生命。(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、Danny Milisavljevic(普渡大学)、Ilse De Looze (UGent)、Tea Temim(普林斯顿大学))

普渡大学科学家Danny Milisavljevic在一份声明中说:“通过NIRCam的分辨率，我们现在可以看到这颗垂死的恒星在爆炸时是如何彻底粉碎的，留下了类似于微小玻璃碎片的细丝，”他指的是JWST的近红外相机。“在研究Cas A这么多年后，现在解决这些细节真的令人难以置信，这为我们提供了关于这颗恒星如何爆炸的变革性见解。”



詹姆斯·韦伯太空望远镜及其NIRCam仪器看到的完整版仙后座A，作为有史以来第一份白宫降临节日历的一部分发布。(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、Danny Milisavljevic(普渡大学)、Ilse De Looze (UGent)、Tea Temim(普林斯顿大学))

JWST的NIRCam捕捉到的图像是Cas A拍摄的另一幅图像的后续，这幅图像归功于望远镜的另一个仪器，中红外仪器(MIRI)。这张照片拍摄于4月，显示了恒星残骸膨胀壳中新的意想不到的特征。然而，奇怪的是，许多这些特征在JWST的新图像中看不到，为天文学家揭开了圣诞之谜。

理论上，这些特征在这张新图像中可能不存在——它也比Cas A的早期图像看起来不那么丰富多彩——因为在两张图像中，不同的颜色被分配给不同波长的红外光。这意味着每种颜色都代表着恒星物质外壳中发生的不同物理过程。

在NIRCam图像中最明显的颜色是亮橙色和浅粉红色，这些代表了Cas A的内壳。在这个区域内是由硫、氧、氩和氖气体组成的小束，它们来自10，300多年前爆炸的恒星。因为我们看到的残骸是大约10，000年前的样子，其中的一部分气体和尘埃已经开始移动，产生星际尘埃云，最终坍缩产生新的恒星。

在这个残骸中还有直径约100亿光年的尘埃和气体细丝，但仍然太小，即使是这台价值100亿美元的超级望远镜也无法分辨。

格林奇不见了，但是“宝贝Cas A”很清楚



詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI仪器在四月看到的仙后座A，包括它的“绿色怪物”(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、CSA、D. Milisavljevic(普渡)、T. Temim(普林斯顿)、I. De Looze(根特大学)。图像处理:J. DePasquale (STScI))

在图像中可以看到Cas A主壳的外围，但是用更深的橙色和红色表示，看起来就像是在这次恒星爆炸的废墟周围翻腾的烟雾。在这里，来自超新星的爆炸仍然在向外推进，撞击周围的“环星物质”——它本身太冷了，无法被JWST探测到。

图像中的白色表示电子被强大的磁场加速到接近光速，并发出一种叫做同步加速器辐射的辐射。这种形式的辐射也形成了我们在内腔下半部看到的气泡状结构。

Cas A的一个惊人特征是“绿色怪物”，这是一个科学家希望在残骸内壳中心看到的类似格林奇的绿光环，它在NIRCam图像中没有出现。然而，这个所谓的怪物出现在4月MIRI对超新星残骸的观测中，这使得研究人员将它的存在描述为难以解释。然而，反社会的，像苏斯创造的，绿色怪物的残羹剩饭在这张图片中仍然可见，仍然可以帮助解释这种情况。

在MIRI图像中出现的圆形孔洞在这张NIRCam图像中可以辨认出来，表现为白色和紫色发射，代表恒星碎片穿过外层气体并最终塑造它时形成的电离气体。

NIRCam看到的一个有趣的新特征是一团气体和尘埃，研究人员将其命名为“小Cas A”。这个名字很合适，因为这个物质点似乎是主超新星残骸的产物，或者更确切地说，是爆炸产生的光，被冷却时发光的温暖尘埃反射。小Cas A位于Cas A后方约170光年处，由于其错综复杂的尘埃图案，可能是天文学家非常感兴趣的对象。

NIRCam图像还显示，Cas A被主恒星爆炸的其他光回波“后代”包围着——也许我们很快就会调查JWST令人费解的大宇宙圣诞树上的其他小玩意。