太空中的物体在不同波长的光下揭示了其组成和行为的不同方面。名为仙后座 A 的超新星遗迹是银河系中波长范围内研究最多的天体之一。然而
太空中的物体在不同波长的光下揭示了其组成和行为的不同方面。名为仙后座 A 的超新星遗迹是银河系中波长范围内研究最多的天体之一。然而，在这颗恒星破碎的遗骸中仍然隐藏着秘密。最新的成果正在由NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜上的近红外相机(NIRCam) 仪器解锁。
仙后座 A位于仙后座星座，距地球约 11,000 光年。
该天体也称为 Cas A、SNR G111.7-02.1 或 NRAO 711，跨度约为 10 光年。
当最初的恒星耗尽燃料时，它会自行塌陷并爆炸成超新星，可能会短暂地成为天空中最亮的物体之一。
尽管天文学家认为这发生在1680年左右，但没有可证实的历史记录证实这一点。
仙后座 A 是整个宇宙中研究最深入的超新星遗迹之一。
多年来，包括美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜在内的地基和天基观测站共同收集了该物体破碎残骸的多波长图片。
然而，天文学家现在对仙后座 A 的研究进入了一个新时代。
2023 年 4 月，韦伯的中红外仪器(MIRI) 开始了这个故事，揭示了超新星遗迹内壳内新的、意想不到的特征。
但其中许多特征在新的 NIRCam 图像中是不可见的，天文学家正在调查其中的原因。
韦伯天文学家说：“我们的眼睛看不见红外光，因此图像处理器和科学家用可见颜色来表示这些波长的光。”
“在仙后座 A 的这张最新图像中，颜色被分配给 NIRCam 的不同滤镜，每种颜色都暗示了物体内发生的不同活动。”
“乍一看，NIIRCam 图像的色彩可能不如 MIRI 图像。然而，这并不意味着信息较少：它只是归结为物体中的材料发射光的波长。”
“最新图像中最引人注目的颜色是亮橙色和浅粉色的团块，它们构成了超新星遗迹的内壳。”
“韦伯锐利的视野可以探测到最微小的气体结，这些气体由恒星本身的硫、氧、氩和氖组成。”
“这种气体中嵌入的是尘埃和分子的混合物，它们最终将被纳入新的恒星和行星系统中。”
“有些碎片丝太小，即使韦伯也无法分辨，这意味着它们的直径相当于或小于 160 亿公里(约 100 个天文单位)。”
“相比之下，整个仙后座 A 的跨度为 10 光年，即大约 96 万亿公里。”
“当将韦伯新的仙后座 A 近红外视图与中红外视图进行比较时，奇怪的是，它的内腔和最外壳没有颜色。”
“主内壳的外围在 MIRI 图像中呈现为深橙色和红色，现在看起来就像篝火中的烟雾。”
“这标志着超新星爆炸波撞击周围星周物质的位置。”
“星周物质中的尘埃温度太低，无法在近红外波长下直接检测到，但在中红外波长下会发光。”
根据天文学家的说法，白色是来自同步加速器辐射的光，它在整个电磁频谱(包括近红外)中发射。
它是由带电粒子以极高的速度行进并围绕磁场线旋转而产生的。
在内腔下半部的气泡状壳中也可以看到同步加速器辐射。
在近红外视图中也没有看到仙后座 A 中央空腔中发出中红外光的绿光环，研究人员恰当地将其称为“绿色怪物”。
他们说：“虽然 NIRCam 中看不到绿色怪物的‘绿色’，但该区域的近红外留下的痕迹可以让我们深入了解这一神秘特征。”
“MIRI 图像中可见的圆孔在 NIRCam 图像中以白色和紫色发射色隐约勾勒出轮廓——这代表电离气体。”
作者认为这是由于超新星碎片在恒星爆炸前推动并雕刻了恒星留下的气体。
近红外相机视野右下角的一个令人着迷的特征也让科学家们大吃一惊。
他们把这个巨大的、有条纹的斑点称为“Baby Cas A”——因为它看起来像主超新星的后代。
“这是轻微的回声。恒星很久以前爆炸发出的光已经到达并正在加热遥远的尘埃，当它冷却时会发光，”他们说。
“灰尘图案的复杂性，以及 Baby Cas A 与 Cassiopeia A 本身的明显接近，特别有趣。”
“事实上，Baby Cas A 位于超新星遗迹后方约 170 光年处。”
“韦伯的新肖像中还散布着其他一些较小的光回声。”
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