Cassiopeia A - Polski Serwis Naukowy

Współrzędne: 232326,00; +58°48'54,00"

Cassiopeia A (Cas A, Kasjopeja A, Kas A) – pozostałość po supernowej w gwiazdozbiorze Kasjopei i najsilniejsze astronomiczne źródło radiowe nie licząc Słońca. Ma ona natężenia strumienia radiowego 2720 Jy na częstotliwości 1 GHz. Supernowa pojawiła się w Drodze Mlecznej około 11 tysięcy lat świetlnych od nas. Rozszerzający się obłok materii pozostały po supernowej ma teraz promień równy ok. 10 lat świetlnych. Jednak mimo silnej emisji fal radiowych Kasiopeja A w zakresie optycznym jest bardzo słabo świecącym obiektem i można ją zobaczyć tylko na długo naświetlanych zdjęciach.

Radioźródło, źródło radiowe – obiekt astronomiczny, który stanowi silne źródło fal radiowych, czasami o innych konturach niż widoczne w zakresie światła widzialnego. Na ziemskim niebie jest bardzo wiele intensywnych radioźródeł, z których najsilniejsze w zakresie długości fal mniejszych od 1 metra jest Słońce, zaś większych – Droga Mleczna. Silnym źródłem promieniowania radiowego jest także Jowisz, który ma bardzo rozbudowaną magnetosferę. Poza Galaktyką znajdują się inne radioźródła, takie jak np. Centaurus A – radiogalaktyka w gwiazdozbiorze Centaura, czy Cassiopeia A, która jest pozostałością po supernowej oraz liczne inne takie, jak Mgławica Kraba (którą jako supernową obserwowano przez kilka miesięcy od 4 lipca 1054 roku) i pulsary (zwiększające jasność radiową z częstotliwością od ok. 1/3 do 30 Hz). Wybuchy radiowe są obserwowane także na Słońcu w okresach dużej liczby plam, a emisję taką powinny wykazywać także inne gwiazdy, na których obserwuje się rozbłyski. Podczas obserwacji radioteleskopem w Arecibo stwierdzono zmiany częstotliwości emisji radiowych – zjawisko znane już z obserwacji rozbłysków słonecznych w zakresie radiowym. Radioźródłami są także jądra galaktyk Seyferta, galaktyki typu N. Obserwacje radiowe umożliwiły odkrycie kwazarów 5 lutego 1963 roku. W latach 1964–1965 wykryto tzw. promieniowanie reliktowe.
Układ współrzędnych astronomicznych – sferyczny układ współrzędnych stosowanym w astronomii. Umożliwia on jednoznaczne określenie położenia jakiegoś obiektu na sferze niebieskiej przez podanie jego współrzędnych. Zdefiniowanie układu sprowadza się do ustalenia podstawowego koła wielkiego oraz ustalenia punktu na tym kole, od którego liczy się pierwszą współrzędną. Oś układu (tj. prosta prostopadła do koła podstawowego) przecina sferę niebieską w punktach nazwanych biegunami, natomiast południk przechodzący przez punkt początkowy jest nazwany południkiem początkowym.

Włókna i zagęszczenia Kasjopei A (HST)

Przypuszcza się, że pierwsze światło z gwiezdnej eksplozji dotarło do Ziemi ok. 300 lat temu, ale nie ma żadnych historycznych zapisów dokumentujących zaobserwowanie zjawiska supernowej. Może być to związane z pyłem międzygwiazdowym, który pochłaniał emitowane światło zanim dotarło do Ziemi (możliwe jest jednak, że rozbłysk został odnotowany przez Johna Flamsteeda w 16 sierpnia 1680 roku jako Kasjopeja 3, która była 6. obserwowanej wielkości gwiazdowej). Możliwe wytłumaczenia skłaniają się ku temu, że wybuchająca gwiazda była nadzwyczaj masywna i wcześniej odrzuciła już swoje zewnętrzne powłoki, i to właśnie one pochłonęły większość światła wyemitowanego, gdy gwiazda się zapadała.

Mgławice to obłoki gazu i pyłu międzygwiazdowego lub bardzo rozległe otoczki gwiazd (dawniej również tak nazywano galaktyki). W przestrzeni kosmicznej liczne są niewidoczne obłoki gazu możliwe do wykrycia tylko dzięki analizie ich widma w niewidzialnych dla oka zakresach. Ośrodek międzygwiazdowy gromadzi się w spiralnych ramionach galaktyk i jest w ciągłym ruchu. Jego tworzywo stanowią w 99% wodór i hel, zaś reszta to inne gazy oraz pył. Do mgławic należą także obłoki molekularne składające się głównie z wodoru dwuatomowego i tlenku węgla. Mają one temperaturę ok. 10 K. Miejscami zbijają się w gęste skupiska będąc kolebką nowych gwiazd. Rozmiary, temperatura i skład molekularny obłoku determinują rozmiary i przebieg życia rodzących się gwiazd (np. mgławica Oriona).
Dżet, inaczej struga – skolimowany strumień plazmowej materii wyrzucany z relatywistycznymi prędkościami z biegunów jądra galaktyki lub gwiazdy. Pierwszy dżet został zaobserwowany przez H. Curtisa w roku 1918 w galaktyce eliptycznej M87 w gromadzie Panny, jako jasny promień świetlny połączony z jądrem galaktyki. W latach 1960 obserwacje radiowe wielu galaktyk pokazały istnienie rozciągłych struktur radiowych, w skład których wchodzi zwarte jądro, radioobłoki oraz łączące je dżety.

Wiadomo, że rozszerzająca się powłoka ma temperaturę ok. 30 milionów K i porusza się z prędkością około 10 tysięcy km/s.

Kasjopeja A to najsilniejsze radioźródło poza naszym Układem Słonecznym. Jest również jednym z pierwszych odkrytych punktowych radioźródeł. Optyczny odpowiednik zidentyfikowano dopiero w 1950. W 1979 Szkłowski przewidział, że Kasjopeja A zawiera czarną dziurę. W 1999 roku Teleskop kosmiczny Chandra odnalazł "gorące punktopodobne źródło" blisko centrum mgławicy. Późniejsza analiza widma i natężenia promieniowania pozwoliła zidentyfikować je jako młodą gwiazdę neutronową o cienkiej atmosferze węglowej i słabym polu magnetycznym. Prawdopodobnie przez tę słabość pola magnetycznego gwiazda nie jest obserwowana jako pulsar. Analiza obserwacji wykonanych na przestrzeni 9 lat pokazała, że temperatura jej powierzchni szybko spada, od 2,12 mln. K w roku 2000, do 2,04 mln. K w roku 2009. Możliwym wyjaśnieniem tak szybkiego spadku temperatury jest przechodzenie jądra gwiazdy w stan nadciekłości.

Czerwony olbrzym – gwiazda będąca na schyłkowym etapie ewolucji. Nazwa pochodzi od ich obserwowanej barwy i dużych rozmiarów. Gwiazda po zsyntetyzowaniu helu z całej ilości wodoru w jądrze zaczyna syntezę helu z warstw wodoru położonych bliżej jej powierzchni, co powoduje znaczne zwiększenie rozmiarów gwiazdy. Jądro zaś zapada się pod wpływem sił grawitacji, co powoduje wzrost jego temperatury i w efekcie rozpoczęcie reakcji termojądrowych polegających na syntezie węgla z helu. Następuje zmniejszenie gęstości, temperatury i zmiana barwy gwiazdy w kierunku czerwieni.
Droga Mleczna – galaktyka spiralna z poprzeczką, w której znajduje się m.in. nasz Układ Słoneczny. Droga Mleczna inaczej nazywana jest Galaktyką (dla odróżnienia od innych galaktyk pisaną przez duże "G"). Zawiera od 200 (wg starszych szacunków) do 400 miliardów (wg nowszych szacunków) gwiazd, średnicę około 100 000 lat świetlnych i grubość ok. 12 000 lat świetlnych[1].

Prowadzone obliczenia na podstawie aktualnego rozszerzania się obiektu i jego wielkości wskazują, że eksplozja nastąpiła ok. 1667 roku. Jednakże astronom William Ashworth i inni sugerowali, że John Flamsteed mógł nie zdając sobie z tego sprawy zauważyć supernowę w 1680, kiedy skatalogował jakąś gwiazdę w pobliżu pozycji Cas A. W każdym razie żadna inna supernowa w Drodze Mlecznej nie była widoczna z Ziemi gołym okiem od tej pory. Obserwacje pozostałości po gwieździe przez teleskop Hubble'a udowodniły wbrew wcześniejszym poglądom, że mgławica nie rozszerza się w sposób jednorodny, ale oprócz sferycznej części powstały dwa przeciwległe dżety, które poruszają się z prędkością 50 milionów km/godz. Ta prędkość jest około 50 procent większa niż tempo ekspansji pozostałych resztek gwiazdy. Kiedy obraz Kas A oznaczymy kolorami tak, aby każdy pokazywał materiał o innym składzie chemicznym, to widzimy, że najczęściej te o podobnym składzie pozostają skupione razem.

Jansky (symbol Jy) – jednostka natężenia strumienia radiowego pochodzącego z obiektów kosmicznych nie należąca do układu SI. Nazwa jednostki została wzięta na cześć Karla Janskyego.
John Flamsteed (ur. 19 sierpnia 1646, zm. 31 grudnia 1719) – angielski astronom królewski, założyciel obserwatorium astronomicznego w Greenwich, które rozpoczęło działalność w 1675 roku. Urząd ten uzyskał Flamsteed, nie dysponujący wyższym wykształceniem dostępnym już wówczas w Anglii, dzięki królowi. Pośmiertnie w 1725 roku opublikowano wyniki jego obserwacji w dziele nazwanym Historia Coelestis Britannica, zawierającym m. in. katalog pozycyjny ze współrzędnymi 2866 gwiazd.

Niedawno zaobserwowano w podczerwieni echo wybuchu Cassiopeia A na pobliskich obłokach gazowych (przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Spitzera). Zarejestrowane widmo udowodniło, że supernowa była typu IIb co oznacza, że powstała w wyniku wewnętrznego zapadnięcia się i gwałtownego wybuchu masywnej gwiazdy, najprawdopodobniej czerwonego olbrzyma. To pierwsze zarejestrowane echo w podczerwieni wybuchu supernowej, która nie była wcześniej bezpośrednio obserwowana. Otwiera to możliwość poznawania i rekonstruowania przeszłych wydarzeń astronomicznych.

Pozostałość po supernowej – mgławica powstała w końcowej fazie życia masywnej gwiazdy w wyniku wybuchu i odrzucenia zewnętrznej otoczki. Taką wybuchającą gwałtownie gwiazdę nazywamy supernową. W centralnej części tej mgławicy znajduje się gwiazda neutronowa lub czarna dziura - pozostałości po jądrze wybuchającej gwiazdy. Mgławice będące pozostałością po wybuchu supernowej są stosunkowo bogate w pierwiastki cięższe od żelaza, które powstają w końcowym etapie życia gwiazdy i podczas wybuchu. Wybuch umożliwia rozprzestrzenienie się tych pierwiastków w kosmosie.
Układ Słoneczny – , pięć planet karłowatych i miliardy małych ciał Układu Słonecznego, do których zalicza się planetoidy, obiekty pasa Kuipera, komety, meteoroidy i pył okołoplanetarny.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)