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Le télescope spatial Webb découvre un « monstre vert » caché dans une superbe vue HD d’une étoile éclatée

Le télescope spatial Webb découvre un « monstre vert » caché dans une superbe vue HD d'une étoile éclatée

La nouvelle image de Cassiopée A (Cas A) prise par le télescope spatial James Webb fournit un aperçu détaillé du reste de la supernova, révélant de nouvelles caractéristiques et offrant un aperçu de sa structure complexe et de son histoire. L’image, qui fait partie d’une initiative de célébration des fêtes, présente des détails complexes de la supernova, notamment la découverte de « Baby Cas A » et du « Green Monster ». Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)

Des fonctionnalités mystérieuses se cachent dans la lumière proche infrarouge

Les objets dans l’espace révèlent différents aspects de leur composition et de leur comportement à différentes longueurs d’onde de lumière. Le reste de la supernova Cassiopée A (Cas A) est l’un des objets les mieux étudiés au monde. voie Lactée sur tout le spectre des longueurs d’onde. Cependant, il y a encore des secrets cachés dans les restes en lambeaux de la star.

Les dernières nouveautés sont débloquées grâce à l’un des outils les plus récents de la boîte à outils des chercheurs, NASAc’est Télescope spatial James Webb– et le récent regard de Webb dans le proche infrarouge a époustouflé les chercheurs.

Cassiopée A (Image Webb NIRCam)

Une nouvelle image haute définition de la NIRCam (Near-Infrared Camera) du télescope spatial James Webb de la NASA dévoile des détails complexes du reste de la supernova Cassiopée A (Cas A) et montre la coque de matière en expansion qui heurte le gaz rejeté par l’étoile avant qu’elle n’explose. . Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)

Webb de la NASA étonne avec un nouveau regard haute définition sur une étoile éclatée

Comme un ornement rond et brillant prêt à être placé à l’endroit parfait sur un arbre de Noël, le reste de la supernova Cassiopée A (Cas A) brille dans une nouvelle image du télescope spatial James Webb de la NASA.

Dans le cadre des vacances 2023 à la Maison Blanche, la Première Dame des États-Unis, le Dr Jill Biden, a lancé le tout premier calendrier de l’Avent de la Maison Blanche. Pour mettre en valeur la « magie, l’émerveillement et la joie » de la période des fêtes, le Dr Biden et la NASA célèbrent cette nouvelle image de Webb.

Même si tout est lumineux, cette scène n’est pas une nuit silencieuse proverbiale. La vue NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb de Cas A montre cette explosion stellaire à une résolution auparavant inaccessible à ces longueurs d’onde. Cette image haute résolution dévoile des détails complexes de la coque de matière en expansion qui heurte le gaz rejeté par l’étoile avant son explosion.

Cas A est l’un des restes de supernova les mieux étudiés de tout le cosmos. Au fil des années, des observatoires au sol et dans l’espace, notamment l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA, le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer, à la retraite, ont rassemblé une image à plusieurs longueurs d’onde du reste de l’objet.

Cependant, les astronomes sont désormais entrés dans une nouvelle ère dans l’étude de Cas A. En avril 2023, le MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb a ouvert ce chapitre, révélant des caractéristiques nouvelles et inattendues au sein de la coque interne du reste de la supernova. Beaucoup de ces caractéristiques sont invisibles sur la nouvelle image NIRCam, et les astronomes étudient pourquoi.

Webb Cassiopée A gros plans (image NIRCam)

Cette image met en évidence plusieurs caractéristiques intéressantes du reste de la supernova Cassiopée A, comme on le voit avec la NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb :
1. La résolution exquise de NIRCam est capable de détecter de minuscules nœuds de gaz, composés de soufre, d’oxygène, d’argon et de néon, provenant de l’étoile elle-même. Certains filaments de débris sont trop petits pour être résolus même par Webb, ce qui signifie qu’ils ont un diamètre comparable ou inférieur à 10 milliards de kilomètres (environ 100 unités astronomiques). Les chercheurs disent que cela représente la façon dont l’étoile s’est brisée comme du verre lorsqu’elle a explosé.
2. Les trous circulaires visibles sur l’image MIRI à l’intérieur du Monstre Vert, une boucle de lumière verte dans la cavité interne du Cas A, sont légèrement délimités par une émission blanche et violette sur l’image NIRCam : cela représente un gaz ionisé. Les chercheurs pensent que cela est dû aux débris de supernova qui traversent et sculptent le gaz laissé par l’étoile avant son explosion.
3. Il s’agit de l’un des rares échos lumineux visibles sur l’image de Cas A prise par NIRCam. Un écho lumineux se produit lorsque la lumière de l’explosion de l’étoile il y a longtemps atteint et réchauffe la poussière lointaine, qui brille en refroidissant.
4. NIRCam a capturé un écho lumineux particulièrement complexe et important, surnommé Baby Cas A par les chercheurs. Il est en fait situé à environ 170 années-lumière derrière le reste de la supernova.
Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)

« Comme des éclats de verre »

La lumière infrarouge est invisible à nos yeux, c’est pourquoi les processeurs d’images et les scientifiques traduisent ces longueurs d’onde de lumière en couleurs visibles. Dans cette nouvelle image de Cas A, des couleurs ont été attribuées à différents filtres de NIRCam, et chacune de ces couleurs fait allusion à une activité différente se produisant au sein de l’objet.

À première vue, l’image NIRCam peut paraître moins colorée que l’image MIRI. Cependant, cela dépend simplement des longueurs d’onde dans lesquelles le matériau de l’objet émet sa lumière.

Cette vidéo présente l’image NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb du reste de la supernova Cassiopée A (Cas A). La haute résolution de NIRCam détecte de minuscules nœuds de gaz résultant de l’explosion de l’étoile, ainsi que des échos lumineux dispersés dans le champ de vision.

Les couleurs les plus visibles dans la dernière image de Webb sont des amas représentés en orange vif et rose clair qui constituent la coque interne du reste de la supernova. La vue extrêmement nette de Webb peut détecter les plus petits nœuds de gaz, composés de soufre, d’oxygène, d’argon et de néon, provenant de l’étoile elle-même. Ce gaz contient un mélange de poussières et de molécules, qui deviendront éventuellement des composants de nouvelles étoiles et de nouveaux systèmes planétaires. Certains filaments de débris sont trop petits pour être résolus même par Webb, ce qui signifie qu’ils ont un diamètre comparable ou inférieur à 10 milliards de kilomètres (environ 100 unités astronomiques). En comparaison, l’intégralité de Cas A s’étend sur 10 années-lumière, soit 60 000 milliards de milles.

« Grâce à la résolution du NIRCam, nous pouvons maintenant voir comment l’étoile mourante s’est complètement brisée lorsqu’elle a explosé, laissant derrière elle des filaments semblables à de minuscules éclats de verre », a déclaré Danny Milisavljevic de l’Université Purdue, qui dirige l’équipe de recherche. « C’est vraiment incroyable, après toutes ces années d’étude de Cas A, de pouvoir maintenant résoudre ces détails, qui nous fournissent un aperçu transformationnel de la façon dont cette étoile a explosé. »

Cassiopée A (Webb NIRCam et MIRI côte à côte)

Cette image fournit une comparaison côte à côte des restes de supernova Cassiopeia A (Cas A), tels que capturés par le NIRCam (caméra infrarouge proche) et le MIRI (instrument infrarouge moyen) du télescope spatial James Webb de la NASA.
À première vue, l’image NIRCam de Webb semble moins colorée que l’image MIRI dans son ensemble, cependant, cela est uniquement dû aux longueurs d’onde dans lesquelles le matériau de l’objet émet sa lumière. L’image NIRCam apparaît un peu plus nette que l’image MIRI en raison de sa résolution accrue.
La périphérie de la coque intérieure principale, qui apparaît en orange foncé et rouge sur l’image MIRI, ressemble à la fumée d’un feu de camp sur l’image NIRCam. Cela marque l’endroit où l’onde de souffle de la supernova s’enfonce dans la matière circumstellaire environnante. La poussière contenue dans le matériau circumstellaire est trop froide pour être détectée directement dans les longueurs d’onde du proche infrarouge, mais s’illumine dans le moyen infrarouge.
La boucle de lumière verte dans la cavité centrale du Cas A qui brillait dans l’infrarouge moyen, surnommée le monstre vert par l’équipe de recherche, n’est pas non plus visible dans la vue proche infrarouge. Les trous circulaires visibles sur l’image MIRI à l’intérieur du monstre vert sont cependant légèrement délimités par une émission blanche et violette sur l’image NIRCam.
Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)

Monstre vert caché

Lorsque l’on compare la nouvelle vue proche infrarouge de Webb du Cas A avec la vue infrarouge moyen, sa cavité interne et sa coque la plus externe sont curieusement dépourvues de couleur.

La périphérie de la coque intérieure principale, qui apparaissait en orange foncé et rouge sur l’image MIRI, ressemble maintenant à la fumée d’un feu de camp. Cela marque l’endroit où l’onde de souffle de la supernova s’enfonce dans la matière circumstellaire environnante. La poussière contenue dans le matériau circumstellaire est trop froide pour être détectée directement dans les longueurs d’onde du proche infrarouge, mais s’illumine dans le moyen infrarouge.

Les chercheurs affirment que la couleur blanche est la lumière du rayonnement synchrotron, qui est émise à travers le spectre électromagnétique, y compris le proche infrarouge. Il est généré par des particules chargées se déplaçant à des vitesses extrêmement élevées en spirale autour des lignes de champ magnétique. Le rayonnement synchrotron est également visible dans les coquilles en forme de bulles situées dans la moitié inférieure de la cavité interne.

Cette vidéo zoomée montre l’emplacement relatif du reste de la supernova Cassiopée A (Cas A) dans le ciel. Cela commence par une photo au sol réalisée par le regretté astrophotographe Akira Fujii. Lorsqu’il zoome sur des parties plus petites du ciel, il se fond dans une image du Digital Sky Survey. Il se termine par un fondu enchaîné sur une image de Cas A provenant de la NIRCam (caméra proche infrarouge) du télescope spatial James Webb de la NASA, avec des bordures supplémentaires provenant d’un télescope spatial James Webb de la NASA. Le télescope spatial Hubble image.

La boucle de lumière verte dans la cavité centrale du Cas A qui brillait dans l’infrarouge moyen, surnommée le monstre vert par l’équipe de recherche, n’est pas non plus visible dans la vue proche infrarouge. Cette fonctionnalité a été décrite comme « difficile à comprendre » par les chercheurs lors de leur premier examen.

Bien que le « vert » du monstre vert ne soit pas visible dans NIRCam, ce qui reste dans le proche infrarouge dans cette région peut donner un aperçu de cette mystérieuse caractéristique. Les trous circulaires visibles sur l’image MIRI sont légèrement délimités par une émission blanche et violette sur l’image NIRCam – cela représente un gaz ionisé. Les chercheurs pensent que cela est dû aux débris de supernova qui traversent et sculptent le gaz laissé par l’étoile avant son explosion.

Cassiopée A (image de la boussole Webb NIRCam)

Cette image du reste de la supernova Cassiopée A, capturée par la NIRCam (caméra proche infrarouge) de Webb montre les flèches de la boussole, la barre d’échelle et la clé de couleur pour référence.
Les flèches nord et est de la boussole indiquent l’orientation de l’image sur le ciel.
La barre d’échelle est indiquée en années-lumière, qui correspond à la distance parcourue par la lumière en une année terrestre. (Il faut 3 ans à la lumière pour parcourir une distance égale à la longueur de la barre d’échelle). Une année-lumière équivaut à environ 5,88 billions de milles ou 9,46 billions de kilomètres.
Cette image montre des longueurs d’onde invisibles du proche infrarouge qui ont été traduites en couleurs de lumière visible. La clé de couleur montre quels filtres NIRCam ont été utilisés lors de la collecte de la lumière. La couleur de chaque nom de filtre est la couleur de la lumière visible utilisée pour représenter la lumière infrarouge qui traverse ce filtre.
Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)

Bébé Cas A

Les chercheurs ont également été absolument stupéfaits par une caractéristique fascinante située dans le coin inférieur droit du champ de vision de NIRCam. Ils appellent cette grosse goutte striée Baby Cas A – car elle ressemble à une progéniture de la supernova principale.

Il s’agit d’un écho lumineux, où la lumière de l’explosion ancienne de l’étoile a atteint et réchauffe la poussière lointaine, qui brille en refroidissant. La complexité du motif de poussière et la proximité apparente de Baby Cas A avec Cas A lui-même intriguent particulièrement les chercheurs. En réalité, Baby Cas A est situé à environ 170 années-lumière derrière le reste de la supernova.

Il y a également plusieurs autres échos lumineux plus petits dispersés dans le nouveau portrait de Webb.

Le reste de la supernova Cas A est situé à 11 000 années-lumière dans la constellation de Cassiopée. De notre point de vue, on estime qu’elle a explosé il y a environ 340 ans.

Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résout les mystères de notre système solaire, regarde au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sonde les structures et origines mystérieuses de notre univers et la place que nous y occupons. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.

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