Кассиопея А (Cas A) — это остаток сверхновой, которая произошла примерно в 11 000 световых лет от нас в созвездии Кассиопея. Свет от этой сверхновой достиг Земли более 300 лет назад. Сверхновая, оставившая после себя этот остаток, достигла 6-й звёздной величины. Это была последняя сверхновая в Млечном Пути, которую можно было увидеть невооружённым глазом, и самый молодой известный остаток сверхновой в нашей галактике.
С нашей точки зрения, Кассиопея A выглядит примерно в 10 световых годах в поперечнике. Облако вещества, выброшенного в результате взрыва сверхновой, расширяется со скоростью от 4000 до 6000 км/с. Температура расширяющейся оболочки оценивается примерно в 30 миллионов К. Скорость расширения и температура были получены в 2006 году в ходе исследования, основанного на наблюдениях с помощью усовершенствованной камеры для обзоров на космическом телескопе «Хаббл».
Наблюдения «Хаббла» показали, что остаток сверхновой Кассиопея A расширяется неравномерно. Астрономы обнаружили, что некоторые высокоскоростные узлы движутся со скоростью от 5500 до 14 500 км/с. Самые высокие скорости расширения были обнаружены в узлах почти противоположных северо-восточной и юго-западной струй.
Остаток сверхновой будет расширяться в течение тысяч лет. Выброшенный материал, в конечном итоге, рассеется в окружающем межзвёздном пространстве, где он будет переработан в качестве сырья для формирования новых поколений звёзд.
В инфракрасном и рентгеновском диапазонах Кассиопея A выглядит как кольцо расширяющегося вещества диаметром около 5 угловых минут.
Астрономы обнаружили, что центральный источник рентгеновского излучения в остатках сверхновой находится примерно в 7 угловых секундах к юго-востоку от предполагаемого центра расширения.
Исследования объекта Кассиопея А
Остаток звезды-прародительницы, из которой образовалась Кассиопея А, был обнаружен рентгеновской обсерваторией «Чандра» в 1999 году. Компактный объект — нейтронная звезда был внесён в каталог как CXOU J232327.8+584842. Это была первая нейтронная звезда, у которой была обнаружена тонкая углеродная атмосфера. В 2011 году астрономы обнаружили, что остаток звезды быстро остывает.
Молодая нейтронная звезда не демонстрирует признаков рентгеновской пульсации и не имеет аналогов в оптическом и инфракрасном диапазонах. Вокруг неё не было обнаружено рентгеновской туманности.
В 2005 году астрономы использовали космический телескоп «Спитцер», чтобы наблюдать инфракрасное эхо взрыва сверхновой в Кассиопее А в близлежащих газовых облаках. Считается, что инфракрасное эхо вызвано тепловым излучением пыли. Пыль нагрелась из-за ударной волны расширяющейся сверхновой.
У инфракрасного эха есть оптический аналог — рассеянное световое эхо. Спектр светового эха подтвердил, что событие, породившее Кассиопею А, было сверхновой типа IIb.
Сверхновая
Кассиопея A — это остаток сверхновой типа IIb, возникшей в результате внутреннего коллапса массивной звезды. Инфракрасные наблюдения спектра остатка с помощью космического телескопа «Спитцер» убедительно указывают на сверхновую типа II.
Звезда-прародительница, скорее всего, была красным сверхгигантом с гелиевым ядром, который потерял большую часть своей водородной оболочки, прежде чем наступил его впечатляющий конец. Считается, что на каком-то этапе у звезды был спутник. Тщательные поиски спутника не дали никаких результатов, что привело астрономов к выводу, что звезда была карликом малой массы или что две звезды слились до того, как произошла сверхновая.
Сверхновая, породившая Кассиопею А, произошла в рукаве Персея галактики Млечный Путь, примерно в 11 000 световых лет от Солнца. По оценкам астрономов, свет от этого события впервые достиг Земли в конце XVII века, что позволяет предположить, что возраст остатка составляет всего 330–340 лет. Однако с тех пор нет никаких упоминаний о сверхновой.
Свет от сверхновой мог быть поглощён межзвёздной пылью. Также возможно, что звезда-прародительница была исключительно массивной и выбросила большую часть вещества из своих внешних слоёв перед тем, как стать сверхновой. Выброшенное вещество могло поглотить значительную часть видимого света, испущенного сверхновой. Масса звезды-прародительницы примерно в 15–20 раз превышала массу Солнца.
Наблюдение за сверхновой
Расчёты, основанные на наблюдаемой скорости расширения остатка, указывают на 1667 год как на время, когда свет от сверхновой впервые достиг Земли. Однако наблюдения с помощью космического телескопа «Хаббл» показали, что остаток расширялся неравномерно, а наибольшие скорости наблюдались в двух противоположных струях. Считается, что свет от сверхновой-прародительницы Кассиопеи A впервые достиг Земли в период с 1662 по 1700 год.
Событие, связанное со сверхновой, возможно, было зафиксировано английским астрономом Джоном Флемстидом, который 16 августа 1680 года отметил звезду шестой величины, 3 Кассиопеи, в том же месте. Флемстид внёс звезду в каталог, но позже в этом месте не было обнаружено ни одной звезды, что привело астрономов к предположению, что Королевский астроном мог заметить переменную звезду. Зафиксированное Флемстидом положение 3 Кассиопеи находилось в пределах 10 угловых минут от радиоисточника Cas A.
Также возможно, что Флемстид неправильно записал положение звезды. Немецкий астроном Каролина Гершель предположила, что из-за ошибки в показаниях секстанта Флемстид мог указать неверное положение звезды HD 220562. Флемстид также мог наблюдать переменную звезду AR Кассиопеи и указать её неправильное положение.
Кассиопея А возвестила о рождении Карла II
В 2011 году британский астроном Мартин Ланн и американский историк Лайла Ракоци предположили, что Кассиопея A была «полуденной звездой», которую, как сообщается, видели в 1630 году. Считается, что эта звезда возвестила о рождении короля Карла II, появившись на небе 19 мая 1630 года, когда родился будущий монарх.
Хотя записи были сделаны спустя десятилетия после события и не вызывают полного доверия, Ланн и Ракоци обнаружили книгу под названием «Britanniae Natalis» (1630), написанную более чем 100 учёными, в которой рассказывается о рождении короля. Это открытие вызывает споры, поскольку оно ставит под сомнение существующий метод датировки сверхновых (основанный на скорости их расширения) и принятое в настоящее время расстояние до Cas A.
Кассиопея A зарегистрирована как 3C 461 в Третьем Кембриджском каталоге радиоисточников и как G111.7-2.1 в Зелёном каталоге остатков сверхновых.
Факты об остатке сверхновой Кассиопея А
Остаток сверхновой был обнаружен оптическим методом в 1950 году. В 2011 году астрономы подтвердили, что остаток был асимметричным. Кассиопея A — самый яркий радиоисточник за пределами Солнечной системы на частотах выше 1 ГГц.
Кассиопея A была первым источником рентгеновского излучения, обнаруженным в созвездии Кассиопея. Он был обнаружен во время полёта ракеты Aerobee 25 апреля 1965 года. Источник был зарегистрирован как Кассиопея X-1 или Кассиопея XR-1. Приборы на борту ракеты Aerobee также зафиксировали рентгеновское излучение радиогалактик Мессье 87 и Лебедь A, а также рентгеновского источника Лебедь X-1, предположительно являющегося чёрной дырой.
В 2013 году астрономы обнаружили фосфор в Кассиопее A. Это открытие подтвердило, что данный элемент действительно образуется при взрывах сверхновых. Соотношение фосфора и железа в остаточном материале было в 100 раз выше, чем в остальной части галактики Млечный Путь.
В 2023 году на снимках, сделанных телескопом «Джеймс Уэбб», были обнаружены новые детали расширяющейся газовой оболочки, которая сталкивается с веществом, выброшенным центральной звездой перед её погасанием. В среднем инфракрасном диапазоне в центральной полости остатка видна петля зелёного света, которую нельзя увидеть в ближнем инфракрасном диапазоне. Эту любопытную особенность прозвали “Зелёным монстром”.
Расположение не небе
Кассиопея A находится в области между созвездиями Кассиопеи и Цефея. Она расположена к востоку от воображаемой линии, соединяющей Каф и Дзету Цефея, примерно на трети пути от Кафа к ζ Цефея.
Каф — крайняя правая звезда в созвездии Кассиопеи. Остаток сверхновой находится в той же области неба, что и туманность Пузырь (NGC 7635) и открытое скопление Мессье 52.
Кассиопея A — сложная цель для небольших и средних телескопов. Её можно увидеть в 10-дюймовых и более крупных инструментах с фильтрами. При склонении +59° остаток сверхновой никогда не восходит для наблюдателей к югу от 31° южной широты. В северном полушарии созвездие Кассиопея является незаходящим, то есть видимым в течение всего года.
Лучшее время года для наблюдения за Кассиопеей А и другими объектами глубокого космоса в созвездии Кассиопея — ноябрь, когда созвездие поднимается выше над горизонтом ранним вечером.
Характеристика Кассиопеи А
| Наблюдательные данные (Эпоха J2000.0) |
|
|---|---|
| Тип сверхновой | IIb |
| Тип остатка | оболочка |
| Галактика | Млечный Путь |
| Созвездие | Кассиопея |
| Прямое восхождение | 23ч 23м 27.94с |
| Склонение | +58° 48′ 42.4″ |
| Галактические координаты | l = 111.7°, b = -2.1° |
| Дата открытия | 1947 |
| Максимальный блеск (V) | 6? |
| Расстояние | 11 000 св. лет |
| Физические характеристики | |
| Прародитель | Неизвестно |
| Класс прародителя | Неизвестно |
| Показатель цвета (B-V) | Неизвестно |
| Свойства | Ярчайший радиоисточник вне Солнечной системы на частотах выше 1 ГГц |
| Другие обозначения | |
| Cas A; 3C 461; 4C +58.40; 8C 2321+585 | |
