초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 5

 

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO

 

천문학자들이 NASA의 핵분광망원경배열(Nuclear Spectroscopic Telescope Array, 이하 NuSTAR)을 이용하여 찰영한 카시오페이아 A라 불리는 초신성 잔해의 사진을 처음 접했을 때 모두 충격을 받았다.

이들이 본 것이 이전의 관측 데이터와 일치하지 않았던 것이다.

 

1만 1천년 전 무거운 별이 초신성으로 폭발하면서 만들어진 카시오페이아 A의 수수께끼는 여전히 과학자들을 혼란스럽게 하고 있다.

 

이미 이전부터 NASA의 찬드라 X선 망원경과 다른 여타 망원경들은 저에너지 X선으로 카시오페이아 A를 촬영해왔다.(왼쪽)
이 사진은 초신성 폭발의 충격파에 의해 가열된 철과 같은 원소들을 보여주고 있다.
철은 별의 외곽부에서 주로 관측되는 원소이다.

 

NuSTAR는 카시오페이아 A의 방사능 물질 지도를 만들어낸 능력을 가진 최초의 망원경으로 이 망원경이 관측하는 원소는, 찬드라 X선 망원경이 관측한 철과는 달리 가열이 전혀 없어도 X선에서 빛을 내는 원소이다.
이는 별이 폭발하는 바로 그 때 무슨 일들이 벌어졌는지를 보다 더 직접적으로 추적할 수 있는 단서가 된다.

 

NuSTAR는 방사성 티타늄 44를 촬영할 수 있는 망원경으로 티타늄 44에서 방출되는 고에너지 X선을 감지할 수 있도록 설계되었다.
이 비교 도표에서 보이는 바와 같이 NuSTAR가 바라본 티타늄 분포는 찬드라 X선 망원경이 바라본 철의 분포와 일치하지 않는다.

 

천문학자들은 이 사진들을  연속선상으로 세워놓을 수 있다고 생각했는데 이 두 개 원소가 모두 초신성 폭발로부터 만들어졌기 때문이다.

가정해보자면, 철은 사실 별 중심부의 티타늄을 함께 표현하고 있지만 그것을 우리가 볼 수 없는 것은 이들이 너무나 희미하고 차갑기 때문이라는 생각이 가능하다. 

한편으로는 철이 왜 카시오페이아 A의 중심부에는 존재하지 않는지를 설명할 필요가 있는, 초신성 폭발에 대한 완전히 새로운 이론을 고려하는 것도 가능하다.

 
출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) Photo Journal
         http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17842

 

 

참고 : 
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 1
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 2 
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 3
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 4
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 5    : 현재글
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 6
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 7
초신성 폭발 모델 규명을 위한 새로운 관측 증거(NuSTAR) - 8

참고 : 카시오페이아 A를 비롯한 초신성에 대한 각종 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 확인할 수 있습니다.
        https://big-crunch.tistory.com/12346989

 

원문>

PIA17842: The Case of Missing Iron in Cassiopeia A

Original Caption Released with Image:

When astronomers first looked at images of a supernova remnant called Cassiopeia A, captured by NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, they were shocked. What they saw didn't match previous observations. The mystery of Cassiopeia A (Cas A), a massive star that exploded in a supernova more than 11,000 years ago, continues to confound researchers.

Previously, NASA's Chandra X-ray Observatory and other telescopes had taken images of Cas A using low-energy X-rays (left). These images show elements, such as iron, that were heated by shock waves released in the explosion. The iron is seen mainly in the outer portions of the star.

NuSTAR is the first telescope capable of creating maps of radioactive material in Cas A, which -- unlike the iron seen by Chandra -- glows even without heating. It is a more direct tracer of what happened right when the star exploded. NuSTAR is able to take pictures of radioactive titanium-44, which gives off high-energy X-rays that the telescope was designed to see.

NuSTAR's view of titanium doesn't match Chandra's view of iron, as seen in this comparison. Astronomers had thought the pictures would line up because the two elements were forged together in the supernova blast. It's possible that the iron is in fact present with the titanium at the heart of the star, but that we can't see it because it's too faint or cool. It's also possible that an entirely new theory of supernova explosions is needed to explain why iron is not in Cas A's core.

NuSTAR is a Small Explorer mission led by the California Institute of Technology in Pasadena and managed by NASA's Jet Propulsion Laboratory, also in Pasadena, for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The spacecraft was built by Orbital Sciences Corporation, Dulles, Va. Its instrument was built by a consortium including Caltech; JPL; the University of California, Berkeley; Columbia University, N.Y.; NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.; the Danish Technical University in Denmark; Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Calif.; ATK Aerospace Systems, Goleta, Calif., and with support from the Italian Space Agency (ASI) Science Data Center, Rome, Italy.

NuSTAR's mission operations center is at UC Berkeley, with ASI providing its equatorial ground station located at Malindi, Kenya. The mission's outreach program is based at Sonoma State University, Rohnert Park, Calif. NASA's Explorer Program is managed by Goddard. JPL is managed by Caltech for NASA.

For more information, visit http://www.nasa.gov/nustar and http://www.nustar.caltech.edu/.

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO
Image Addition Date: 2014-02-19