Tak wygląda wszechświat w promieniowaniu rentgenowskim. To pierwszy obraz w wykonaniu nowego teleskopu

Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) jest wspólnym dzieckiem NASA i Włoskiej Agencji Kosmicznej. Ten nowy teleskop działający w promieniach rentgenowskich uwiecznił niedawno Cassiopeia A.

Jest ona pozostałością po supernowej, która miała miejsce w gwiazdozbiorze Kasjopei. Oddalona o 11 000 lat świetlnych od Ziemi została zaobserwowana po raz pierwszy w latach 90. Dzięki niewielkiej odległości oraz wieloletnim pomiarom to właśnie Cassiopeia A odpowiada w dużej mierze za naszą wiedzę na temat supernowych.

Czytaj też: Gwiazda umarła i eksplodowała jako supernowa. Astronomowie zaobserwowali to po raz pierwszy w historii

Obiekt ten emituje zarówno promieniowanie radiowe, optyczne jak i rentgenowskie. Tym ostatnim interesuje się właśnie IXPE, choć wcześniej obserwacjami tego samego obszaru nieba zajął się inny, bardziej doświadczony instrument: Teleskop Kosmiczny Chandra, który również pracuje w zakresie promieniowania rentgenowskiego. IXPE, znajdujący się na orbicie od października ubiegłego roku, spojrzał na Cassiopeia A w odmienny sposób.

Zanim doszło do eksplozji w formie supernowej, tamtejsza gwiazda była masywnym obiektem. W pewnym momencie paliwo potrzebne do reakcji jądrowych się skończyło, a gwiazda stała się niestabilna do tego stopnia, że zrzuciła swoje zewnętrzne warstwy. W efekcie wokół niej pojawiły się obłoki pyłu i gazu. Kiedy już nastąpił potężny wybuch, fala uderzeniowa – zamiast zmierzać prosto w przestrzeń kosmiczną – najpierw natrafiła na stosunkowo gęsty obłok. W ten sposób powstały synchrotrony przyspieszające elektrony, co z kolei doprowadziło do powstania wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego.

IXPE ma obserwować zarówno Drogę Mleczną jak i odleglejsze części wszechświata

Obserwacje przeprowadzone przez Teleskop Kosmiczny Chandra umożliwiły między innymi określenie składu pierwiastków wyrzuconych w czasie supernowej. IXPE dostarczył natomiast informacji dotyczących polaryzacji promieniowania rentgenowskiego związanego z Cassiopeia A. Kiedy światło jest emitowane ze źródła, jego fale są zorientowane we wszystkich kierunkach. Ale w razie napotkania przeszkód może to ulec zmianie, a efektem takiej zmiany będzie tzw. polaryzacja.

Co daje naukowcom wiedza o polaryzacji w przypadku tych pozostałości po supernowej? Przede wszystkim chodzi o informacje na temat środowiska panującego w obrębie Cassiopeia A i innych tego typu obiektów. Obejmuje to między innymi zrozumienie, w jaki sposób światło jest absorbowane i odbijane oraz jak powstają pola magnetyczne generowane przez supernową. W dokonaniu przełomu w takich badaniach z pewnością mogą pomóc nowe obrazy z IXPE, o czym są przekonani astronomowie związani z tą misją.

Czytaj też: Słońce w promieniach rentgenowskich wygląda obłędnie. NASA udostępniła zdjęcie ukazujące tamtejsze plamy

Poza tym, teleskop ten zajmie się również badaniami poświęconymi polaryzacji promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z wysoce energetycznych źródeł w Drodze Mlecznej, a nawet poza nią. Obserwacje miałyby dotyczyć między innymi gwiazd neutronowych, pulsarów, magnetarów, czarnych dziur czy kwazarów.