Chandra beobachtet über zwei Jahrzehnte hinweg Veränderungen in Supernova-Überresten

Chandra beobachtet über zwei Jahrzehnte hinweg Veränderungen in Supernova-Überresten
Chandra beobachtet über zwei Jahrzehnte hinweg Veränderungen in Supernova-Überresten
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Die über zwei Jahrzehnte vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA im Krebsnebel und in Cassiopeia A erzeugten Veränderungen wurden in separaten Zeitraffersequenzen zusammengefasst.

Sie zeigen dramatische Veränderungen in den Trümmern und der Strahlung, die nach der Explosion zweier massereicher Sterne in unserer Galaxie zurückgeblieben sind.

Der Krebsnebel, das Ergebnis einer hellen Supernova-Explosion, die von chinesischen Astronomen und anderen im Jahr 1054 beobachtet wurde, ist 6.500 Lichtjahre von der Erde entfernt. In seinem Zentrum befindet sich ein Neutronenstern, ein superdichter Stern, der durch die Supernova entstanden ist. Sein Strahlungsstrahl dreht sich etwa 30 Mal pro Sekunde und überquert auf jeder Umlaufbahn die Erde wie ein kosmisches Leuchtfeuer.

Wenn der junge Pulsar langsamer wird, werden große Energiemengen in seine Umgebung injiziert. Insbesondere prallt ein Hochgeschwindigkeitswind aus Materie- und Antimaterieteilchen in den umgebenden Nebel und erzeugt eine Stoßwelle, die den im Film sichtbaren expandierenden Ring bildet. Jets aus den Polen des Pulsars stoßen Materie- und Antimaterieteilchen aus, die Röntgenstrahlen in einer Richtung senkrecht zum Ring aussenden.

Chandra hat 22 Jahre lang zahlreiche Beobachtungen des Krebsnebels gemacht. Bei dieser langen Laufzeit sehen Astronomen im neuen Film deutliche Veränderungen sowohl am Ring als auch an den Jets. Frühere Chandra-Filme zeigten Bilder, die über viel kürzere Zeiträume aufgenommen wurden: einen Zeitraum von fünf Monaten zwischen 2000 und 2001 und mehr als sieben Monate zwischen 2010 und 2011 in einem anderen.

Der längere Zeitraum hebt faszinierende Schwankungen hervor, darunter peitschenförmige Variationen im Röntgenstrahl, die nur in diesem viel längeren Film zu sehen sind. Eine neue Reihe von Chandra-Beobachtungen wird später in diesem Jahr durchgeführt, um Veränderungen im Jet seit der Erhebung der letzten Chandra-Daten Anfang 2022 zu verfolgen.

Chandras zweite Fernbeobachtung betrifft Cassiopeia A (kurz Cas A), die Überreste einer Supernova, die schätzungsweise vor etwa 340 Jahren am Erdhimmel explodierte. Während bereits andere Cas A Chandra-Filme veröffentlicht wurden, darunter einer mit Daten aus den Jahren 2000 bis 2013, ist dieser neue Film wesentlich länger und präsentiert Daten aus den Jahren 2000 bis 2019.

Der äußere Bereich von Cas A zeigt die sich ausdehnende Schockwelle der Explosion. Die Druckwelle besteht aus Stoßwellen, ähnlich den Überschallknallen, die von einem Überschallflugzeug erzeugt werden. Diese sich ausdehnenden Stoßwellen sind Orte, an denen Teilchen auf Energien beschleunigt werden, die höher sind als die des stärksten Beschleunigers der Erde, des Large Hadron Collider. Während sich die Druckwelle nach außen ausbreitet, trifft sie auf umgebendes Material und wird langsamer, wodurch eine zweite Stoßwelle erzeugt wird, die sich relativ zur Druckwelle rückwärts ausbreitet, analog zu einem Stau, der sich von der Unfallstelle auf einer Autobahn rückwärts bewegt.

Cas A war eines der am häufigsten beobachteten Ziele und die am häufigsten veröffentlichten Bilder der Chandra-Mission. Es war das erste offizielle Chandra-Bild aus dem Jahr 1999, nachdem die Raumfähre Columbia in die Umlaufbahn gebracht wurde und schnell zum ersten Mal eine Punktquelle für Röntgenstrahlen im Zentrum von Cas A entdeckte, bei dem es sich später um einen Neutronenstern handelte.

Im Laufe der Jahre haben Astronomen Chandra genutzt, um Hinweise auf „Superflüssigkeit“ im Cas-A-Neutronenstern zu entdecken, um zu enthüllen, dass sich der ursprüngliche massereiche Stern bei seiner Explosion möglicherweise umgedreht hat, und um einen wichtigen Schritt bei der Identifizierung der Explosionsursache von Riesensternen zu machen . Chandra hat auch Elemente kartiert, die im Inneren des Sterns entstanden sind und sich nun in den Weltraum bewegen, um bei der Entstehung der nächsten Generation von Sternen und Planeten zu helfen.

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