Het Groene Monster verstopt zich voor Cassiopeia A

Toen een zware ster zo'n 340 jaar geleden explodeerde en de supernovarest Cassiopeia A (Cas A) creëerde, ontstond er een bal van materie en licht die zich verder uitbreidde. In de buitenste delen van Cas A slaat de schokgolf in op het omringende gas dat tussen ongeveer 10.000 en 100.000 jaar voor de explosie door de ster werd uitgestoten. Dat gas vormde een gunstige omgeving voor stofvorming nadat het uitgeworpen stellaire materiaal was afgekoeld.

"Cas A is onze beste kans om het puinveld van een geëxplodeerde ster te bekijken en een soort 'stellaire autopsie' uit te voeren. Zo kunnen we begrijpen wat voor soort ster er van tevoren was en hoe die ster explodeerde", zegt Danny Milisavljevic van de Purdue Universiteit in West Lafayette, Indiana, hoofdonderzoeker van het Webb-programma

De nieuwe Webb-beelden onthullen een structuur die zich uitstrekt over de centrale delen van de supernovarest, en die het "Groene Monster" werd genoemd vanwege zijn duidelijke groene kleur. Merk op dat dit meerkleurenbeeld is gemaakt door kunstmatig verschillende kleuren te koppelen aan de straling die op verschillende golflengten wordt uitgezonden, wat overeenkomt met licht van verschillende energieën. Astronomen die aan deze gegevens werkten, vroegen zich al lang af wat de oorsprong was van het Groene Monster.   

Ilse De Looze (UGent) is medeonderzoeker van de Webb-studie. Zij leidde de specifieke studie naar het Groene Monster.

"Dankzij een zorgvuldige analyse van de chemische samenstelling en snelheidsstructuur van het Groene Monster konden we zijn ware aard onthullen. We zien dat het Groene Monster het centrale deel van de supernovarestant Cas A 'fotobomt' in plaats van er deel van uit te maken. Het Groene Monster komt overeen met materiaal dat de ster zo'n 10.000-100.000 jaar voor de explosie is kwijtgeraakt en dat momenteel door de uitdijende supernova-schokgolf wordt opgewarmd", aldus Ilse De Looze

Door de Webb-gegevens te combineren met röntgenstraling van NASA's Chandra-satelliet konden onderzoekers dit scenario bevestigen. "We vermoedden al dat het Groene Monster was ontstaan door de schokgolf van de geëxplodeerde ster die opbokste tegen het materiaal eromheen. Dankzij de Chandra-satelliet konden we dit bevestigen", zegt Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam, die het Chandra-werk leidt.

De Chandra-gegevens laten ook zien dat het materiaal in het Groene Monster naar ons toe beweegt, wat erop wijst dat de supernova-schokgolf het uitgestoten gas van de ster oppikt dat zich tussen ons en Cas A bevindt. De snelheid van de schokgolf die opbokst tegen het Groene Monster is ongeveer de helft van de gemiddelde snelheid van de schokgolf, wat suggereert dat de dichtheid van het materiaal in het Groene Monster veel hoger is dan de gemiddelde dichtheid van het materiaal rondom Cas A. Met dit resultaat hopen onderzoekers het leven van de massieve ster waaruit Cas A voortkwam beter te reconstrueren.

"Deze bevindingen van het Webb-onderzoek, die worden ondersteund door andere telescopen zoals Chandra, helpen bij het beantwoorden van onopgeloste vragen over explosies van massieve sterren. Zo leren we bij over de vorming en evolutie van stellaire populaties en de verrijking van sterrenstelsels met metaal en stof," zegt Tea Temim van de Princeton University, onderzoeker betrokken bij het Webb-onderzoek

Dit onderzoek ontving financiering van de European Research Council (ERC) onder het Horizon 2020 research and innovation programme (projectnaam'DustOrigin').

Meer lezen?

• A JWST Survey of the Supernova Remnant Cassiopeia A
• X-ray diagnostics of Cassiopeia A’s “Green Monster”: evidence for dense shocked circumstellar plasma

Contact

Ilse De Looze, ilse.delooze@ugent.be