Остаток сверхновой Кассиопея A

Введение

Остатки сверхновой в созвездии Кассиопеи

Кассиопея A (Cas A) — это остаток сверхновой (SNR) в созвездии Кассиопеи и самый яркий внесолнечный радиоисточник на небе на частотах выше 1 ГГц. Сверхновая произошла примерно на расстоянии внутри Млечного Пути; учитывая ширину рукава Ориона, она находится в следующем ближайшем рукаве, расположенном дальше, — рукаве Персея, примерно в 30 градусах от галактического антицентра. Расширяющееся облако вещества, оставшееся после сверхновой, сейчас выглядит как объект, занимающий примерно в поле зрения с Земли. Его можно наблюдать в диапазоне видимого света в любительские телескопы с апертурой до 234 мм (9,25 дюймов) с использованием фильтров. Предполагается, что свет от самой сверхновой впервые достиг Земли около 1690-х годов, хотя достоверных записей, соответствующих этому времени, не обнаружено. Cas A является циркумполярным объектом на средних и высоких северных широтах, где велись обширные наблюдения с использованием простых телескопов. Вероятное отсутствие упоминаний о нем в исторических записях, скорее всего, связано с поглощением оптического излучения межзвездной пылью до того, как оно достигло Земли, хотя существует вероятность, что он был зафиксирован Джоном Флемстидом как звезда 6-й звездной величины под обозначением 3 Cassiopeiae. Возможные объяснения склоняются к тому, что звезда-предшественник была необычайно массивной и ранее сбросила большую часть своих внешних слоев. Эти внешние слои могли окутать звезду и поглотить большую часть видимого света, когда внутренняя часть звезды коллапсировала. Cas A был одним из первых обнаруженных дискретных астрономических радиоисточников. Его открытие было сообщено в 1948 году Мартином Райлом и Фрэнсисом Грэмом Смитом, астрономами из Кембриджа, на основе наблюдений, проведенных с помощью интерферометра Лонга Микельсона. Оптический компонент был впервые идентифицирован в 1950 году. Или что был зарегистрирован переходный процесс. Кэролайн Гершель отметила, что звезда вблизи τ Cas (HD 220562) хорошо согласуется с положением 3 Cas, если была допущена распространенная ошибка при измерениях секстантом. В качестве альтернативы, возможно, была наблюдаема звезда AR Cassiopeiae, также с неверно зафиксированным положением. Положение и время указывают на то, что это могло быть наблюдение сверхновой, предшествовавшей образованию остатка Кассиопеи A. Еще одно предположение, основанное на недавних междисциплинарных исследованиях, заключается в том, что сверхновая была «полуденной звездой», наблюдаемой в 1630 году, которая, как считалось, предвещала рождение Карла II, будущего монарха Великобритании. С тех пор ни одна сверхновая, вспыхнувшая в пределах Млечного Пути, не была видна невооруженным глазом с Земли.

Cassiopeia A (Cas A) is a supernova remnant (SNR) in the constellation Cassiopeia and the brightest extrasolar radio source in the sky at frequencies above 1 GHz. The supernova occurred approximately away within the Milky Way; given the width of the Orion Arm, it lies in the next nearest arm outwards, the Perseus Arm, about 30 degrees from the Galactic anticenter. The expanding cloud of material left over from the supernova now appears approximately across from Earth's perspective. It has been seen in wavelengths of visible light with amateur telescopes down to 234 mm (9.25 in) with filters. It is estimated that light from the supernova itself first reached Earth near the 1690s, although there are no definitively corresponding records from then. Cas A is circumpolar at and above mid Northern latitudes which had extensive records and basic telescopes. Its likely omission in records is probably due to interstellar dust absorbing optical wavelength radiation before it reached Earth, although it is possible that it was recorded as a sixth magnitude star 3 Cassiopeiae by John Flamsteed. Possible explanations lean toward the idea that the source star was unusually massive and had previously ejected much of its outer layers. These outer layers would have cloaked the star and absorbed much of the visible light emission as the inner star collapsed. Cas A was among the first discrete astronomical radio sources found. Its discovery was reported in 1948 by Martin Ryle and Francis Graham Smith, astronomers at Cambridge, based on observations with the Long Michelson Interferometer. The optical component was first identified in 1950. or that a transient was recorded. Caroline Herschel noted that a star in the vicinity of τ Cas, HD 220562, fit well with 3 Cas if a common error in sextant readings was made. Alternatively, the star AR Cassiopeiae may have been observed, again with the position recorded incorrectly. The position and timing mean that it may have been an observation of the Cassiopeia A progenitor supernova. Another suggestion from recent cross disciplinary research is that the supernova was the "noon day star", observed in 1630, that was thought to have heralded the birth of Charles II, the future monarch of Great Britain. No supernova occurring within the Milky Way has been visible to the naked eye from Earth since.

Расширение

Растяжная оболочка имеет температуру около 30 миллионов К и расширяется со скоростью 4000–6000 км/с. Поскольку остаток сверхновой охлаждается, его плотность потока уменьшается. При частоте 1 ГГц плотность потока уменьшается со скоростью 0,97 ± 0,04% в год. Кас А был исследован во время другого запуска ракеты Aerobee 1 октября 1964 года, но значительного рентгеновского потока выше фонового уровня в данной позиции обнаружено не было. Cas XR 1 был обнаружен во время запуска ракеты Aerobee 25 апреля 1965 года в RA Dec. Cas X 1 – это Cas A, остаток сверхновой типа II в RA Dec. Обозначения Cassiopeia X 1, Cas XR 1, Cas X 1 больше не используются, но источником рентгеновского излучения является Cas A (SNR G111.7–02.1) в 2U 2321+58. В 1999 году рентгеновская обсерватория Chandra обнаружила CXOU J232327.8+584842 – центральный компактный объект, являющийся остатком нейтронной звезды после взрыва.

Отраженное эхо сверхновой

В 2005 году инфракрасное эхо от взрыва Кассиопеи А было обнаружено на близлежащих газовых облаках с помощью космического телескопа "Спитцер". Инфракрасное эхо также было зарегистрировано прибором IRAS и изучено с помощью инфракрасного спектрографа. Ранее предполагалось, что вспышка в 1950 году от центрального пульсара могла быть ответственна за инфракрасное эхо. Однако, на основе новых данных, было сделано заключение, что это маловероятно, и инфракрасное эхо было вызвано тепловым излучением пыли, нагретой излучением сверхновой во время прорыва ударной волны. Инфракрасное эхо сопровождается эхом рассеянного света. Зарегистрированный спектр оптического светового эхо подтвердил, что сверхновая относилась к типу IIb, то есть образовалась в результате гравитационного коллапса и взрывного разрушения массивной звезды, предположительно красного сверхгиганта с гелиевым ядром, потерявшего почти всю свою водородную оболочку. Это было первое наблюдение светового эхо сверхновой, взрыв которой не был зафиксирован непосредственно, что открывает возможности для изучения и реконструкции прошлых астрономических событий. В 2011 году исследование, использовавшее спектры из различных положений светового эхо, подтвердило асимметричность взрыва сверхновой Кассиопеи А.

Обнаружение фосфора

В 2013 году астрономы обнаружили фосфор в Кассиопее А, что подтвердило, что этот элемент синтезируется в сверхновых посредством нуклеосинтеза сверхновых. Соотношение фосфора к железу в веществе из остатка сверхновой может быть в 100 раз выше, чем в среднем по Млечному Пути.