Świecące chmury otaczają eksplodującą gwiazdę na oszałamiającym pierwszym zdjęciu misji NASA

Statek kosmiczny, wspólny wysiłek NASA i Włoskiej Agencji Kosmicznej, ma trzy teleskopy. Chociaż Cassiopeia A była wcześniej obserwowana przy użyciu innych teleskopów, IXPE ma na celu ujawnienie nowych informacji na temat niektórych z najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie, takich jak supernowe, czarne dziury i gwiazdy neutronowe.

Pozostałością Kasjopei A jest supernowa znajdująca się 11 000 lat świetlnych od Ziemi. Jest to teraz gigantyczna bańka gorącego, rozszerzającego się gazu, najmłodsza pozostałość po wybuchu supernowej sprzed 340 lat w naszej Drodze Mlecznej. Światło z tej supernowej po raz pierwszy dotarło do Ziemi w latach siedemdziesiątych XVIII wieku.

Promienie rentgenowskie to wysokoenergetyczne fale świetlne, które są generowane w ekstremach. W kosmosie te ekstremalne warunki obejmują silne pola magnetyczne, kolizje między obiektami, wybuchy, upalne temperatury i szybką rotację.

To światło jest praktycznie zakodowane przez sygnaturę tego, co stworzyło, ale atmosfera ziemska uniemożliwia promieniom rentgenowskim dotarcie do Ziemi. Dlatego naukowcy polegają na teleskopach rentgenowskich w kosmosie.

Jakie nowe dane na temat Cassiopeia A. mogą ujawnić?

Na nowym zdjęciu dane rentgenowskie przechwycone wcześniej przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra są widoczne na niebiesko. Chandra została wystrzelona w 1999 roku i natychmiast skierowała swój wzrok na Cassiopeia A, odsłaniając czarną dziurę lub gwiazdę neutronową w centrum pozostałości po supernowej. Czarne dziury i gęste gwiazdy neutronowe często powstają w wyniku gwałtownej śmierci gwiazdy.

„Zdjęcie Cassiopei A w IXPE jest tak samo historyczne, jak zdjęcie tej samej pozostałości po supernowej z Chandry” – powiedział w oświadczeniu Martin Weiskopf, główny badacz IXPE z NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama.

„Pokazuje zdolność IXPE do uzyskania bezprecedensowych nowych informacji o Cassiopeia A, która jest obecnie analizowana”.

Nowa misja NASA krąży 370 mil (600 kilometrów) nad równikiem Ziemi i właśnie zakończyła miesięczną fazę uruchomienia i testowania oprzyrządowania. Chociaż IXPE nie jest tak duże jak Chandra, jest to pierwsze tego typu obserwatorium kosmiczne. Satelita widzi często pomijany aspekt źródeł promieniowania kosmicznego zwany polaryzacją. Światło ulega polaryzacji, gdy przechodzi przez coś, co powoduje rozpraszanie się jego cząstek.

Każde spolaryzowane światło niesie ze sobą unikalny charakter swojego źródła i tego, przez co przechodzi po drodze. Podczas gdy fale niespolaryzowanego światła mogą wibrować w dowolnym kierunku, światło spolaryzowane wibruje tylko w jednym kierunku.

Dane zebrane przez IXPE na Cassiopeia A mogą pomóc naukowcom zmierzyć, jak bardzo różni się polaryzacja w pozostałej części, która obejmuje 10 lat świetlnych.

Wykorzystanie IXPE do badania kosmicznej polaryzacji promieniowania rentgenowskiego może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć pozostałości po supernowych, takich jak czarne dziury i gwiazdy neutronowe, ich środowiska i sposób, w jaki wytwarzają promieniowanie rentgenowskie. Ten widok ekstremalnych obiektów kosmicznych może również ujawnić odpowiedzi na większe fundamentalne pytania dotyczące fizyki.