超新星遗迹仙后座A：美国国家航空航天局望远镜追踪到恒星残骸中的“绿色怪物”

超新星遗迹仙后座A：美国国家航空航天局望远镜追踪到恒星残骸中的“绿色怪物”。图像：NASA

（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局（李·莫宏）：天文学家首次将来自美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台和詹姆斯韦伯太空望远镜的数据结合起来，研究著名的超新星遗迹仙后座A (Cas A)。正如我们最新的新闻稿中所述，这项工作有助于解释被摧毁的恒星碎片中的一种不同寻常的结构，称为“绿色怪物”，首次于2023年4月在韦伯数据中发现。从地球的角度来看，这项研究还揭示了大约340年前创造Cas A的爆炸的新细节。

一张新的合成图像包含来自钱德拉的X射线(蓝色)、来自韦伯的红外数据(红色、绿色、蓝色)和来自哈勃的光学数据(红色和白色)。图像的外部还包括来自美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜的红外数据(红色、绿色和蓝色)。在旋转木马的第二张图片中可以看到绿色怪物的轮廓。

钱德拉的数据揭示了热气，主要来自被摧毁的恒星的超新星残骸，包括硅和铁等元素。在Cas A的外部，膨胀的冲击波冲击着周围的气体，这些气体是在爆炸前由恒星喷射出来的。X射线是由高能电子在冲击波中围绕磁力线旋转产生的。这些电子在Cas A的外部区域和内部部分区域以细电弧的形式发光。韦伯强调了红外辐射来自被加热的尘埃，因为它嵌入了钱德拉看到的热气体中，以及来自更冷的超新星残骸。哈勃数据显示了该区域的恒星。

另一个独立的图形显示了彩色钱德拉图像，其中红色显示了低X射线能量的铁和镁，绿色显示了中等X射线能量的硅，蓝色显示了最高能量的X射线，来自围绕磁场线旋转的电子。绿色怪物的轮廓，加上冲击波的位置，以及富含硅和铁的碎片都被标记出来。

仙后座A的钱德拉图像，信用:美国国家航空航天局/CXC/圣多美

研究人员的详细分析发现，来自冲击波的Cas A外部的细丝与绿色怪物的X射线属性非常匹配，包括比超新星残骸更少的铁和硅。这种解释从彩色钱德拉图像中显而易见，它显示绿色怪物轮廓内部的颜色与爆炸波的颜色最匹配，而不是铁和硅的碎片。作者得出结论，绿色怪物是由爆炸恒星撞击其周围物质的冲击波产生的，这支持了早期仅来自韦伯数据的建议。

钱德拉看到了爆炸的碎片，因为它被冲击波加热到数千万度，类似于超音速飞机发出的音爆。韦伯可以看到一些没有受到冲击波影响的物质，可以称之为“原始”碎片。

为了了解更多关于超新星爆炸的信息，研究小组将原始碎片的韦伯视图与超新星中产生的放射性元素的X射线图进行了比较。他们使用美国国家航空航天局的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)数据来绘制放射性钛——今天仍然可见——和钱德拉通过测量铁的位置来绘制放射性镍的位置。放射性镍衰变形成铁。另一张图片显示富含铁的碎片(追踪放射性镍的位置)为绿色，放射性钛为蓝色，原始碎片为橙色和黄色。

铁/钛/原始碎片仙后座A，标记。信用:美国国家航空航天局/CXC/圣多美

韦伯在Cas A中心附近看到的一些原始碎片细丝与钱德拉在更远处看到的铁相连。在原始碎片相对较弱的地方可以看到放射性钛。

这些比较表明，在X射线中看到的放射性物质有助于形成韦伯看到的残余物中心附近的原始碎片，形成空洞。原始碎片中的精细结构很可能是在恒星内层与重力作用下恒星内核坍塌时产生的热放射性物质剧烈混合时形成的。

这些结果是由普渡大学的Dan Milisavljevic在新奥尔良举行的美国天文学会第243次会议上公布的。它们在提交给《天体物理学杂志快报》的两篇论文中有更详细的描述，一篇由Milisavljevic领导，专注于Webb的结果(预印本见此处)，另一篇由阿姆斯特丹大学的Jacco Vink领导，专注于Chandra的结果(预印本见此处)。Vink论文的合著者有Manan Agarwal(荷兰阿姆斯特丹大学)、Patrick Slane(哈佛&史密森尼天体物理中心-CfA)、Ilse De Looze(比利时根特大学)、Dan Milisavljevic、Daniel Patnaude (CfA)、Paul Plucinsky (CfA)和Tea Temin(普林斯顿大学)。研究小组其他成员的相关论文也在准备中。

史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团，观察其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由美国国家航空航天局及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一个国际项目。

NuSTAR是由加州理工学院领导的小型探索任务，由JPL为美国国家航空航天局科学任务理事会管理，由丹麦技术大学和意大利航天局(ASI)合作开发。该航天器由弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司制造。NuSTAR的任务操作中心位于加州大学伯克利分校，官方数据档案位于马里兰州格林贝尔特该机构戈达德太空飞行中心的美国国家航空航天局高能天体物理科学档案研究中心。意大利航天局提供任务的地面站和镜像数据档案。加州理工学院为美国国家航空航天局管理JPL。