Stockholm, 26 januari 2025
De intrigerade virvlar och strieringar av stoft som driver mellan stjärnorna har nu avslöjats i förbluffande detalj.
I nya bilder från James Webb Space Telescope (JWST) ser vi äntligen exklusiva detaljer av flödet och turbulensen i det interstellära mediet i närheten av en stjärna som vi såg explodera för bara några hundra år sedan.
När ljuset från explosionen, som vi nu kallar Cassiopeia A, expanderade utåt, reflekterades det och värmde upp det tunnblåsiga stoftet det passerade, vilket genererade ett svagt, rött sken.
Så tunnblåsigt är materialet, och så svagt är skenet, att dess verkliga komplexitet i stort sett har undgått oss. Nu, tack vare JWST:s förmåga att se svagt, rött ljus, får vi äntligen en fullständigare förståelse av det interstellära mediets struktur.
Vad som är ännu mer otroligt är att vi kan se förändringar i strukturen i skalan av dagar. JWST tog flera bilder av en dimma i stoftmolnet nära Cassiopeia A i augusti och september 2024, och såg betydande förändringar när ljuset rörde sig genom de trädsågsliknande strieringarna, vilket producerade ett fenomen känt som ett ljuseko.
”Vi ser lager som en lök,” säger astronom Josh Peek från Space Telescope Science Institute i USA. ”Vi tror att varje tät, dammig region som vi ser, och de flesta av dem som vi inte ser, ser ut så här inuti. Vi har bara aldrig kunnat titta inuti dem förr.”
Ljusekon kan producera några av de vackraste synerna i galaxen. De uppstår när något producerar ett ljussken som strålar ut i rymden.
Om det ljuset möter ett fysiskt hinder, som moln av kosmiskt stoft, kommer det att reflekteras, och anlända vid en annan tidpunkt än den ursprungliga utbrottet; precis som ett ljudeko, men med ljus. Vi kan använda dessa ljusekon för att hjälpa till att kartlägga och förstå rymden, och objekten i den.
Hittills har de flesta ljusekon vi har upptäckt tenderat att komma från mycket ljusa händelser eller mycket tjockt stoft nära ljuskällan, som vi ser i stjärnan V838 Monocerotis. Tunnare stoft, längre från källan, är mycket svårare att se.
Men, ja, att se saker som vi inte kunde se förr är vad JWST gör. Det infraröda teleskopet är optimerat för att se det svaga röda ljuset som andra instrument inte kan uppfatta; så astronomerna riktade det mot en dimma av stoft nära och bakom, men orelaterat till, Cassiopeia A, en stjärna som mänskligheten såg explodera från 11 000 ljusårs avstånd på 1670-talet.
Denna dimma hade identifierats som ett ljuseko av NASAs nu pensionerade Spitzer-rymdteleskop. Men Spitzer hade inte JWST:s upplösning.
”Vi var ganska chockade att se den här nivån av detalj,” säger astronom Jacob Jencson från California Institute of Technology.
Mest förvånande var upptäckten att mediet är arrangerat i tätt packade skikt av material, med knutar och virvlar, lite som knutarna man kan se i träets årsbildning. Forskarna kunde se detaljer i dessa skikt ner till skalor av cirka 400 astronomiska enheter, eller 400 gånger avståndet mellan jorden och solen.
Dessa strukturer, tror forskarna, kan vara relaterade till magnetfältlinjer som löper genom rymden. Om detta är fallet, öppnar studien av ljusekons utveckling ett nytt fönster till studier av magnetiserad turbulens.
”Detta är den astronomiska motsvarigheten till en medicinsk CT-skanning,” säger astronom Armin Rest från Space Telescope Science Institute. ”Vi har tre snitt tagna vid tre olika tidpunkter, vilket kommer att göra det möjligt för oss att studera den verkliga 3D-strukturen. Det kommer att förändra sättet vi studerar det interstellära mediet på.”
Ytterligare djupgående analyser av observationerna kommer säkert att följa.
Samtidigt har två presentationer, en ledd av Jencson, den andra av Peek, hållits vid det 245:e mötet i American Astronomical Society. Du kan hitta sammanfattningarna här och här.
Källa: ScienceDaily
Taggar: Interstellärt stoft, James Webb Space Telescope, Cassiopeia A, Ljuseko, Astronomi, Rymd, Turbulens, Magnetfält