Исследователи обнаружили новые подробности в замысловатых завитках и полосах пыли, находящиеся между звездами. На снимках с JWST исследователи увидели мельчайшие детали течения и турбулентности межзвездной среды в окрестностях звезды, взрыв которой наблюдался несколько сотен лет назад.
Когда свет от взрыва, который называется Кассиопеей А, распространился наружу, он отразился и нагрел разреженную пыль, через которую прошел, создав слабое красное свечение. Настолько разреженным является материал и настолько слабым является свечение, что его истинная сложность в значительной степени ускользнула от исследователей.
Теперь, благодаря способности JWST видеть тусклый красный свет, исследователи наконец-то получили более полное представление о структуре межзвездной среды. Они также могут видеть изменения в структуре в масштабе дней.
JWST сделал несколько снимков скопления пыли в облаке около Кассиопеи А в августе и сентябре 2024 года. Тогда ученые увидели значительные изменения, когда свет проходил через полосы, похожие на древесные волокна, создавая явление, известное как световое эхо.
«Мы видим слои, похожие на луковицу, — говорит астроном Джош Пик из Института космических телескопов в США. — Мы думаем, что каждая плотная, пыльная область, которую мы видим, и большинство тех, которые мы не видим, выглядят так изнутри. Просто мы никогда раньше не могли заглянуть в них».
Световые эхо могут создавать одни из самых красивых зрелищ в галактике. Они возникают, когда что-то производит вспышку света, которая излучается в космос. Если этот свет столкнется с физическим барьером, например с облаками космической пыли, он отразится, прибыв в другое время от первоначального всплеска; как звуковое эхо, но со светом. Это можно использовать, чтобы помочь картографировать и понимать пространство и объекты внутри него.
На сегодняшний день большинство световых эхо, которые обнаружили исследователи, как правило, исходят от очень ярких событий или очень густой пыли вблизи источника света, как в звезде V838 Единорога. Более тонкую пыль, находящуюся дальше от источника, увидеть гораздо сложнее.
Инфракрасный телескоп JWST оптимизирован для того, чтобы видеть слабый красный свет, который не могут уловить другие инструменты. Именно поэтому астрономы отнесли его к скоплению пыли рядом и позади, но не связанной с Кассиопеей А, звездой, которую человечество увидело взорвавшейся с расстояния 11 тыс. световых лет в 1670-х годах.
С помощью космического телескопа NASA Spitzer, уже вышедшего из эксплуатации, это пятно было идентифицировано как световое эхо. Но у Spitzer не было такого разрешения, как у JWST. Тем не менее исследователи были «шокированы», увидев такой уровень детализации, рассказал астроном Джейкоб Дженксон из Калифорнийского технологического института.
Возможно, самым удивительным было открытие, что среда организована в плотно упакованные листы материала с узлами и завитками, немного похожими на узлы, которые люди могут увидеть в волокнах дерева. Исследователи смогли увидеть детали в этих листах вплоть до масштабов около 400 астрономических единиц, или 400 расстояний между Землей и Солнцем.
Они полагают, что эти структуры могут быть связаны с линиями магнитного поля, проходящими через пространство. Если это так, то изучение эволюции световых эхо открывает новое окно в изучение намагниченной турбулентности.
«Это астрономический эквивалент медицинской компьютерной томографии, — говорит астроном Армин Рест из Института космических телескопов. — У нас есть три среза, сделанных в три разных момента времени, что позволит нам изучить истинную трехмерную структуру. Это полностью изменит способ изучения межзвездной среды». Но еще предстоит провести более глубокий анализ полученных наблюдений.
Исследования космоса практически не прекращаются, при этом процент изученого очень мал. С 2022 года астрономов озадачивали всплески интенсивных радиоволн из глубокого космоса, которые повторяются через регулярные промежутки времени. Новое исследование позволило отследить один из сигналов до его источника. Им оказалась обычная легкая звезда, называемая красным карликом. Оказалось, что она находится на бинарной орбите с белым карликом — плотным ядром, остающимся после взрыва звезды, похожей на Солнце.