Cassiopeia A

Cassiopeia A (Cas A), Kraliçe takımyıldızı bölgesinde bulunan süpernova kalıntısı ve 1 GHz.'de 2720 Jy akı ile gökyüzünün en parlak gök bilimsel radyo kaynağı. Süpernova, Samanyolu'na 11,000 ışık yılı (3.4kpc) uzaklıkta oluşmuştur. Süpernovadan uzaklaşan bulut ve malzeme, şu an yaklaşık olarak 10 ışık yılı (3.1 kpc) mesafeye ulaşmıştır. Radyo parlaklığı çok berrak olmasına rağmen optik olarak çok soluktur ve ancak uzun süreli pozlama fotoğraflarında görülebilir.

Genişleyen kabuğun sıcaklığı yaklaşık olarak 50 milyon derece Fahrenheit (30 megakelvin) olarak hesaplanmaktadır ve saatte 10 milyon mil'den daha fazla bir hızla yol almaktadır.

Chandra X-ışını Uzay Teleskopu'nun, kalıntıyı 1 milyon saniye pozlayarak elde ettiği görüntüler, şaşırtıcı detaylar ortaya çıkartmıştır. Bunların başında, şimdiye kadar varlığı bilinmeyen jetler geliyor. Bu jetler silikon iyonlarını ortaya çıkarmak için özel işlem görmüş fotoğraflarda daha belirgin. Jetlerin silikon atomları bakımından böylesine zengin olmasına karşılık fazlaca demir içermemeleri, patlamanın hemen başında oluştuklarını düşündürüyor. Aksi halde, ölen dev yıldızın merkez bölgelerinde birikmiş demirle dolu olmaları gerekirdi. Fotoğraflarda, merkezin çökmesiyle oluşan ve hâlâ saniyede 10.000 km hızla yayılan şok dalgasının sınırı yakınlarında izlenen parmak biçimli parlak mavi yapılarsa, neredeyse tümüyle gaz halindeki demirden oluşuyor. Demir, yıldızın sıcak merkezindeki son füzyon durağı. Süpernova sırasında bir şekilde jetlere dik olarak püskürtülmüştür.

Görüntülerin merkezinde izlenen parlak kaynağın, çökerek süpernovayı tetikleyen ve son derece yoğun bir nötron yıldızı haline gelen merkez olduğu sanılmaktadır. Bu nokta saniyede 330 km hızla süpernova kalıntısının merkezinden uzaklaşmakta. Belli ki, patlama asimetrik olmuş ve çöken merkeze bir doğrusal hareket de sağlamış. Ancak hareketin yönü, gök bilimcileri şaşırtmaktadır. Hareketin normalde jetlerle aynı düzlemde olması beklenirken, onlara dik bir yönde. Dahası, atarca diye bilinen hızlı dönüşlü nötron yıldızlarının tersine sakin görünümlü bu soluk nötron yıldızı, kutuplarından ışınım püskürtür görünmüyor. Araştırmacılar Cas A'yı oluşturan patlamayla püsküren jetlerin, gama ışını patlamalarına yol açtığı düşünülen çok daha güçlü "hipernova"larda ortaya çıkan jetler kadar enerjik olmadıkları görüşündeler. Süpernova, patlama sırasında son derece güçlü bir manyetik alan oluşturmuş ve yüklü parçacıklardan oluşan jetler, bu manyetik alanca hızlandırılmış görünüyor. Ancak bu manyetik alanın daha sonra atarca rüzgarı bulutsusu diye adlandırılan ve yüksek enerjilerde hareket eden mıknatıslanmış elektron bulutlarının oluşmasını baskıladığı düşünülmektedir.

Cassiopeia A, bundan yaklaşık 330 yıl önce patlamıştır. Bu süpernova kalıntısı bu güne kadar Samanyolu Gökadası'nda bilinen en genç kalıntıdır. Bu kalıntının incelenmesi gökbilimcilere bir patlamanın nasıl oluştuğuna dair yeni bilgiler sağlayacak, açığa çıkan ağır elementlerin yıldızlararası gazı nasıl beslediğini ve patlamayla oluşan şok dalgalarının yeni yıldız oluşumlarını nasıl tetiklediğini gösterecektir.

Cassiopeia A'nın ilk görüntülerinde, daha önce görülmemiş yapılanmalar ve ayrıntılar göz önüne çıkmıştır. Gözlemlerden 8 yıl sonra, bilim insanları, bu kalıntının patlamadan sonraki dönemde, zaman içindeki değişimini bir vidyo görüntüsü haline getirebiliyorlar. Bu boyutlandırmayı yapan ekip vidyodaki hareketlerden patlama sonucu saçılan maddenin kaçış hızını ölçebilmişlerdir. Ayrıca bu buluntunun bugünkü kabul edilen teorik modellemelerden daha yavaş olduğunu açığa çıkarmışlardır. Ekibin görüşüne göre patlamadaki bu gizemli kayıp enerji kozmik ışın ivmelenmesidir. Ekip bu süpernovadaki enerjinin %30'unun, yüklü parçacıkların kozmik ışın ivmelenmesiyle kaybolduğunu ve bu parçacıkların devamlı bir şekilde yer atmosferini bombardıman ettiğini göstermişlerdir.

Cassiopeia A bulutsusu giderek soluklaşıyor sanılırken Spitzer kızılaltı uzay teleskopu, bulutsunun merkezindeki nötron yıldızının 50 yıl önce bir patlama daha geçirdiğini belirlemiştir. Bu gizemli patlamanın ışığı yayıldıkça çevredeki toz bulutunu ısıtmakta ve kızılaltı dalgaboylarında ışımasına yol açmaktadır.