La nouvelle vue de Cassiopée A (Cas A) dans le proche infrarouge par le télescope spatial James Webb de la NASA donne aux astronomes des indices sur les processus dynamiques qui se produisent au sein du reste de la supernova. De minuscules amas représentés en rose vif et orange constituent la coque interne de la supernova et sont composés de soufre, d'oxygène, d'argon et de néon provenant de l'étoile elle-même. Une grande tache striée dans le coin inférieur droit de l'image, surnommée Baby Cas A, est l'un des rares échos lumineux visibles dans le champ de vision de NIRCam. Dans cette image, le rouge, le vert et le bleu ont été attribués aux données NIRCam de Webb à 4,4, 3,56 et 1,62 microns (F444W, F356W et F162M, respectivement).
NASA, ESA, CSA, STScI, D. Milisavljevic (Purdue University), T. Temim (Princeton University), I. De Looze (Université de Gand)
Cas A est l’un des restes de supernova les mieux étudiés de tout le cosmos. Au fil des années, des observatoires au sol et dans l'espace, notamment l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA, le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer (hors d'usage), ont permis de construire une image composite de plusieurs longueurs d'onde.
Les astronomes sont désormais entrés dans une nouvelle ère dans l'étude de Cas A. En avril 2023, le MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb a ouvert ce chapitre, révélant des caractéristiques nouvelles et inattendues au sein de la coque interne du reste de la supernova. Beaucoup de ces caractéristiques sont invisibles sur la nouvelle image NIRCam, et les astronomes étudient pourquoi.
La lumière infrarouge est invisible à nos yeux, c'est pourquoi les processeurs d'images et les scientifiques traduisent ces longueurs d'onde de lumière en couleurs visibles. Dans cette nouvelle image de Cas A, des couleurs ont été attribuées à différents filtres de NIRCam, et chacune de ces couleurs fait allusion à une activité différente se produisant au sein de l'objet.
À première vue , l'image NIRCam peut paraître moins colorée que l'image MIRI. Cependant, cela dépend simplement des longueurs d’onde dans lesquelles le matériau de l’objet émet sa lumière.
Les couleurs les plus visibles dans la dernière image de Webb sont des amas représentés en orange vif et rose clair qui constituent la coque interne du reste de la supernova. La vue extrêmement nette de Webb peut détecter les plus petits nœuds de gaz, composés de soufre, d'oxygène, d'argon et de néon, provenant de l'étoile elle-même. Ce gaz contient un mélange de poussières et de molécules, qui deviendront éventuellement des composants de nouvelles étoiles et de nouveaux systèmes planétaires. Certains filaments de débris sont trop petits pour être résolus même par Webb, ce qui signifie qu'ils ont un diamètre comparable ou inférieur à 10 milliards de kilomètres (environ 100 unités astronomiques). En comparaison, l’intégralité de Cas A s’étend sur 10 années-lumière, soit 60 000 milliards de milles.
"Grâce à la résolution du NIRCam, nous pouvons maintenant voir comment l'étoile mourante s'est complètement brisée lorsqu'elle a explosé, laissant derrière elle des filaments semblables à de minuscules éclats de verre", a déclaré Danny Milisavljevic de l'Université Purdue, qui dirige l'équipe de recherche. "C'est vraiment incroyable, après toutes ces années d'étude de Cas A, de pouvoir maintenant résoudre ces détails, qui nous fournissent un aperçu de la façon dont cette étoile a explosé."
Lorsque l’on compare la nouvelle vue proche infrarouge de Webb du Cas A avec la vue infrarouge moyen, sa cavité interne et sa coque la plus externe sont curieusement dépourvues de couleur.
La périphérie de la coque intérieure principale, qui apparaissait en orange foncé et rouge sur l'image MIRI, ressemble maintenant à la fumée d'un feu de camp. Cela marque l'endroit où l'onde de souffle de la supernova s'enfonce dans la matière circumstellaire environnante. La poussière contenue dans le matériau circumstellaire est trop froide pour être détectée directement dans les longueurs d'onde du proche infrarouge, mais s'illumine dans le moyen infrarouge.
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