Teleskop Luar Angkasa Webb menemukan ‘monster hijau’ yang tersembunyi dalam tampilan resolusi tinggi yang menakjubkan dari bintang yang meledak

Fitur misterius bersembunyi di balik cahaya inframerah dekat

Benda-benda di ruang angkasa mengungkapkan aspek komposisi dan perilaku yang berbeda pada panjang gelombang cahaya yang berbeda. Sisa supernova Cassiopeia (Cas A) adalah salah satu objek yang paling banyak dipelajari di dunia Bima Sakti melintasi spektrum panjang gelombang. Namun, masih ada rahasia yang tersembunyi di dalam sisa-sisa bintang yang hancur.

Alat Terbaru dibuka oleh salah satu alat terbaru di Perangkat Peneliti, NASA‘S Teleskop Luar Angkasa James WebbPandangan terbaru Webb terhadap cahaya inframerah-dekat telah mengejutkan para peneliti.

Gambar resolusi tinggi baru dari NIRCam (kamera inframerah dekat) milik Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA mengungkapkan detail rumit sisa supernova Cassiopeia A (Cas A), menunjukkan cangkang material yang mengembang bertabrakan dengan gas yang dihasilkan oleh bintang sebelum meledak . . . Kredit gambar: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Universitas Purdue), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Universitas Princeton)

Webb mengejutkan NASA dengan tampilan definisi tinggi baru pada bintang yang meledak tersebut

Bagaikan ornamen bundar berkilau yang siap ditempatkan di tempat sempurna di pohon liburan, sisa-sisa supernova Cassiopeia A (Cas A) bersinar dalam gambar baru dari Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA.

bagian dari Liburan 2023 di Gedung Putih, Ibu Negara Amerika Serikat Dr. Jill Biden meluncurkan Kalender Advent Gedung Putih yang pertama. Untuk menampilkan “keajaiban, keajaiban, dan kegembiraan” musim liburan, Dr. Biden dan NASA merayakannya dengan gambar baru dari Webb.

Meskipun semuanya cerah, pemandangan ini bukanlah malam yang sunyi. Webb NIRCam (kamera inframerah dekat) Cas A menampilkan ledakan bintang ini pada resolusi yang sebelumnya tidak dapat dicapai pada panjang gelombang ini. Tampilan resolusi tinggi ini mengungkap detail rumit dari cangkang material yang bertabrakan dengan gas yang dilepaskan oleh bintang sebelum meledak.

Cas A adalah salah satu sisa supernova yang paling banyak dipelajari di seluruh alam semesta. Selama bertahun-tahun, observatorium berbasis darat dan luar angkasa, termasuk NASA Observatorium Sinar-X Chandra, Teleskop Luar Angkasa HubbleDan pensiun Teleskop Luar Angkasa Spitzer Mereka menyusun gambar sisa-sisa tubuh dengan panjang gelombang multi-panjang.

Namun, para astronom kini telah memasuki era baru dalam studi Cas A. Pada April 2023, instrumen MIRI (Mid-Infrared Instrument) milik Webb ditemukan. Bab ini telah dimulai, mengungkap fitur-fitur baru dan tak terduga di dalam cangkang dalam sisa supernova. Banyak dari fitur-fitur ini tidak terlihat pada gambar NIRCam yang baru, dan para astronom sedang menyelidiki alasannya.

Gambar ini menyoroti beberapa fitur menarik dari sisa supernova Cassiopeia A seperti yang terlihat menggunakan NIRCam (kamera inframerah dekat) Webb:
1. Resolusi luar biasa NIRCam mampu mendeteksi kumpulan kecil gas, yang terdiri dari belerang, oksigen, argon, dan neon, dari bintang itu sendiri. Beberapa filamen puing terlalu kecil untuk dipecahkan bahkan oleh Webb, yang berarti lebarnya sebanding atau kurang dari 10 miliar mil (sekitar 100 unit astronomi). Para peneliti mengatakan ini mewakili bagaimana bintang itu hancur seperti kaca ketika meledak.
2. Lubang melingkar yang terlihat pada gambar MIRI di dalam Monster Hijau, cincin cahaya hijau di rongga bagian dalam Cas A, dibatasi secara samar oleh emisi putih dan ungu pada gambar NIRCam – ini mewakili gas terionisasi. Para peneliti meyakini hal ini disebabkan oleh puing-puing supernova yang mengalir melalui gas dan membentuk gas yang ditinggalkan oleh bintang sebelum meledak.
3. Ini adalah salah satu dari sedikit gema cahaya yang terlihat pada gambar NIRCam Cas A. Gema cahaya terjadi ketika cahaya dari ledakan bintang yang telah lama meledak mencapai, dan memanaskan, debu di kejauhan, yang bersinar saat mendingin.
4. NIRCam menangkap gema cahaya yang sangat besar dan kompleks, yang oleh para peneliti diberi nama Baby Cas A. Gema cahaya ini sebenarnya terletak sekitar 170 tahun cahaya di belakang sisa-sisa supernova.
Kredit gambar: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Universitas Purdue), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Universitas Princeton)

“Seperti pecahan kaca”

Cahaya inframerah tidak terlihat oleh mata kita, sehingga pengolah gambar dan ilmuwan menerjemahkan panjang gelombang cahaya ini menjadi warna yang terlihat. Dalam gambar Cas A yang lebih baru ini, warna ditetapkan ke filter NIRCam yang berbeda, dan masing-masing warna ini menunjukkan aktivitas berbeda yang terjadi di dalam objek.

Pada pandangan pertama, gambar NIRCam mungkin tampak kurang berwarna dibandingkan gambar MIRI. Namun, hal ini hanya disebabkan oleh panjang gelombang bahan benda yang memancarkan cahayanya.

Video ini menelusuri gambar NIRCam (kamera inframerah dekat) Webb tentang sisa supernova Cassiopeia A (Cas A). Resolusi tinggi NIRCam mendeteksi titik-titik kecil gas yang tersisa dari ledakan bintang, serta gema cahaya yang tersebar di seluruh bidang pandang.

Warna yang paling terlihat dalam gambar baru Webb adalah gumpalan oranye terang dan merah muda muda yang membentuk kerak bagian dalam sisa supernova. Penglihatan tajam Webb dapat mendeteksi simpul-simpul gas terkecil, yang terdiri dari belerang, oksigen, argon, dan neon, dari bintang itu sendiri. Di dalam gas ini terdapat campuran debu dan partikel, yang pada akhirnya akan menjadi komponen bintang dan sistem planet baru. Beberapa filamen puing berukuran sangat kecil sehingga bahkan Loeb tidak dapat memecahkannya, yang berarti diameternya sebanding dengan atau kurang dari 10 miliar mil (sekitar 100 unit astronomi). Sebagai perbandingan, keseluruhan Cas A terbentang 10 tahun cahaya, atau 60 triliun mil.

“Berkat resolusi NIRCam, kita sekarang dapat melihat bagaimana bintang yang sekarat itu benar-benar hancur saat meledak, meninggalkan filamen yang menyerupai pecahan kaca kecil,” kata Dani Milisavljevic dari Universitas Purdue, yang memimpin tim peneliti. “Sungguh luar biasa bahwa setelah bertahun-tahun mempelajari Cas A, kami kini dapat menyelesaikan detail ini, yang memberi kami wawasan transformatif tentang bagaimana bintang ini meledak.”

Gambar ini memberikan perbandingan sisa supernova Cassiopeia A (Cas A) yang ditangkap oleh kamera NIRCam (kamera inframerah dekat) dan MIRI (instrumen inframerah tengah) dari Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA.
Pada pandangan pertama, gambar NIRCam Webb tampak kurang berwarna dibandingkan gambar MIRI secara keseluruhan, namun hal ini hanya disebabkan oleh panjang gelombang bahan dari objek yang memancarkan cahayanya. Gambar NIRCam tampak sedikit lebih tajam dibandingkan gambar MIRI karena resolusinya yang ditingkatkan.
Tepi cangkang bagian dalam utama, yang tampak oranye tua dan merah pada gambar MIRI, tampak seperti asap dari api unggun pada gambar NIRCam. Ini mengacu pada tempat gelombang ledakan supernova bertabrakan dengan material di sekitar bintang. Debu dalam material di sekitar bintang terlalu dingin untuk dideteksi secara langsung pada panjang gelombang inframerah-dekat, namun ia bersinar dalam inframerah-tengah.
Yang juga hilang dari gambar inframerah-dekat adalah cincin lampu hijau di rongga tengah Cas A yang bersinar di inframerah-tengah, yang oleh tim peneliti disebut Monster Hijau. Namun, lubang melingkar yang terlihat pada gambar MIRI di dalam Monster Hijau, dibatasi secara samar oleh pancaran putih dan ungu pada gambar NIRCam.
Kredit gambar: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Universitas Purdue), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Universitas Princeton)

Monster hijau yang tersembunyi

Saat membandingkan tampilan inframerah-dekat baru Webb pada Cas A dengan tampilan inframerah-tengah, anehnya rongga bagian dalam dan kulit luarnya tidak berwarna.

Tepi cangkang bagian dalam utama, yang tampak dalam warna oranye tua dan merah pada gambar MIRI, kini terlihat seperti asap dari api unggun. Ini mengacu pada tempat gelombang ledakan supernova bertabrakan dengan material di sekitar bintang. Debu dalam material di sekitar bintang terlalu dingin untuk dideteksi secara langsung pada panjang gelombang inframerah-dekat, namun ia bersinar dalam inframerah-tengah.

Para peneliti mengatakan warna putih adalah cahaya dari radiasi sinkrotron, yang dipancarkan melalui spektrum elektromagnetik, termasuk inframerah dekat. Mereka dihasilkan oleh partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi dan melingkari garis medan magnet. Radiasi sinkrotron juga terlihat pada cangkang seperti gelembung di bagian bawah rongga bagian dalam.

Video close-up ini menunjukkan posisi relatif sisa supernova Cassiopeia A (Cas A) di langit. Ini dimulai dengan gambar dari darat yang diambil oleh mendiang astrofotografer Akira Fujii. Saat ia memperbesar bagian langit yang lebih kecil, ia memudar menjadi gambar dari Digital Sky Survey. Ini diakhiri dengan crossfade pada gambar Cas A dari NIRCam (Near Independent Camera) di Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA, dengan goresan tambahan dari kamera NASA. Teleskop Luar Angkasa Hubble gambar.

Yang juga hilang dari gambar inframerah-dekat adalah cincin lampu hijau di rongga tengah Cas A yang bersinar di inframerah-tengah, yang oleh tim peneliti disebut Monster Hijau. Fitur ini digambarkan sebagai “sulit untuk dipahami” oleh para peneliti saat pertama kali melihatnya.

Meskipun warna hijau monster hijau tersebut tidak terlihat di NIRCam, sisa cahaya inframerah-dekat di wilayah tersebut dapat memberikan gambaran tentang fitur misterius ini. Lubang melingkar yang terlihat pada gambar MIRI dibatasi secara samar oleh emisi putih dan ungu pada gambar NIRCam – ini mewakili gas terionisasi. Para peneliti meyakini hal ini disebabkan oleh puing-puing supernova yang mengalir melalui gas dan membentuk gas yang ditinggalkan oleh bintang sebelum meledak.

Gambar sisa supernova Cassiopeia ini, yang ditangkap oleh NIRCam (kamera inframerah dekat) Webb, menunjukkan panah kompas, bilah skala, dan tombol warna untuk referensi.
Panah kompas utara dan timur menunjukkan arah bayangan di langit.
Bilah skala dinyatakan dalam tahun cahaya, yaitu jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun Bumi. (Cahaya memerlukan waktu 3 tahun untuk menempuh jarak yang sama dengan panjang batang skala.) Satu tahun cahaya sama dengan sekitar 5,88 triliun mil atau 9,46 triliun kilometer.
Gambar ini menunjukkan panjang gelombang cahaya inframerah-dekat yang tak kasat mata yang diterjemahkan ke dalam warna cahaya tampak. Tombol warna menunjukkan filter NIRCam mana yang digunakan saat mengumpulkan cahaya. Warna setiap nama filter adalah warna cahaya tampak yang digunakan untuk mewakili cahaya inframerah yang melewati filter tersebut.
Kredit gambar: NASA, ESA, CSA, STScI, Dani Milisavljevic (Universitas Purdue), Ilse De Luzzi (UGent), T. Timim (Universitas Princeton)

Bayi Cass A

Para peneliti juga takjub dengan fitur luar biasa di sudut kanan bawah bidang pandang NIRCam. Mereka menyebutnya gumpalan besar bergaris Baby Cas A, karena terlihat seperti keturunan supernova besar.

Ini adalah gema cahaya, dimana cahaya dari ledakan bintang datang jauh sebelumnya, memanaskan debu di kejauhan, yang bersinar saat mendingin. Kompleksitas pola debu, dan kedekatan Baby Cas A dengan Cas A itu sendiri, sangat menarik perhatian para peneliti. Faktanya, Baby Cas A terletak sekitar 170 tahun cahaya di luar sisa supernova.

Ada juga banyak gema cahaya kecil yang tersebar di seluruh gambar Webb baru.

Sisa supernova Cas A terletak 11.000 tahun cahaya di konstelasi Cassiopeia. Diperkirakan telah meledak sekitar 340 tahun yang lalu dari sudut pandang kita.

Teleskop Luar Angkasa James Webb adalah observatorium sains luar angkasa terkemuka di dunia. Webb memecahkan misteri tata surya kita, melihat melampaui dunia jauh di sekitar bintang lain, dan mengeksplorasi struktur misterius dan asal usul alam semesta serta tempat kita di dalamnya. WEB merupakan program internasional yang dipimpin oleh NASA bersama mitranya Badan Antariksa Eropa (ESA).Badan Antariksa Eropa) dan Badan Antariksa Kanada.