Un’immagine dei resti di supernova Cassiopeia A (NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Princeton University)), o semplicemente Cas A, catturata dallo strumento NIRCam del telescopio spaziale James Webb mostra nuovi dettagli delle strutture presenti tra i materiali che circondano ciò che rimane della stella progenitrice. Nell’aprile 2023 erano state pubblicate immagini catturate da un altro strumento di Webb, MIRI, che ha mostrato dettagli diversi di Cassiopeia A. I motivi per cui certe strutture sono invisibili alla NIRCam sono anch’essi oggetto di studio.
Non esistono registrazioni in documenti storici di osservazioni della luce della supernova Cassiopeia A anche se dovrebbe aver raggiunto la Terra circa 340 anni fa. Tuttavia, dopo che i suoi resti sono stati scoperti, sono stati studiati molte volte, recentemente anche usando gli strumenti del telescopio spaziale James Webb.
Lo strumento Mid-InfraRed Instrument (MIRI) aveva già offerto interessanti dettagli di Cassiopeia A che sono utili per gli astronomi in studi come quelli della polvere cosmica e della diffusione degli elementi chimici prodotti dalla stella progenitrice e dalla supernova. Ora lo strumento Near-Infrared Camera (NIRCam) mostra dettagli diversi, per certi versi meno ricchi se guardiamo solo i colori, ma ciò dipende dalle frequenze infrarosse delle varie osservazioni.
La NIRCam ha catturato dettagli visibili anche ingranditi nei riquadri dell’immagine in alto. Nel n. 1 sono visibili piccoli frammenti di gas che includono zolfo, ossigeno, argo e neon provenienti dalla stella. Nel n. 2 emissioni in bianco e porpora sono visibili e rappresentano gas ionizzato e sono probabilmente dovuti ai detriti della supernova che passano attraverso il guscio di gas emesso dalla stella progenitrice prima dell’esplosione. Il n. 3 mostra una sorta di eco luminoso dell’esplosione che viene creato quando la luce emessa dalla supernova raggiunge e riscalda polveri lontane, che splendono mentre si raffreddano. Il n. 4 mostra un altro eco, soprannominato Baby Cas A, che è particolarmente intricato e vasto ed è circa 170 anni luce dietro i resti di supernova.
Nel guscio interno principale e nei gusci a forma di bolla nella metà inferiore della cavità interna, sono visibili aree bianche. Si tratta di luce emessa da radiazione di sincrotrone, emessa anche nell’infrarosso vicino. Questa radiazione viene generata da particelle cariche di energia che viaggiano a velocità estremamente elevate in traiettorie a spirale attorno a linee di campo magnetico.
Le immagini catturate dallo strumento MIRI nell’infrarosso medio mostravano le regioni periferiche del guscio interno di Cassiopeia A in un colore arancione e rosso. I loro dettagli diventano molto più sbiaditi e sono stati paragonati a quelli del fumo di un fuoco da campo. Le polvere nel materiale circumstellare è troppo fredda per essere vista all’infrarosso vicino mentre si accende nell’infrarosso medio. Anche l’anello verde nella cavità centrale di Cassiopeia A è luminoso nelle immagini di MIRI mentre sparisce in quelle di NIRCam.
Gli astronomi che studiano questi resti di supernova sono interessati anche alle differenze nelle osservazioni con diversi strumenti che catturano diverse frequenze infrarosse, visibili nell’immagine in basso (NASA, ESA, CSA, STScI, D. Milisavljevic (Purdue University), T. Temim (Princeton University), I. De Looze (University of Gent)). I colori che vediamo nelle varie immagini sono “convertiti” da quelli infrarossi per permettere di studiarle. Capire perché certe aree sono luminose a certe frequenze e non ad altre aiuta a capire i processi in atto e la loro evoluzione nel corso del tempo. Sono processi che creano lo spettacolo cosmico che il telescopio spaziale James Webb ci permette più che mai di ammirare e allo stesso tempo stanno disperdendo nello spazio interstellare nuovi elementi chimici che potrebbero contribuire a formare nuovi pianeti.
