Эти изображения демонстрируют удивительное явление, известное как световое эхо — слабые отражения света, излучаемого во время взрыва сверхновой. Когда звезда достигает конца своего жизненного цикла и взрывается, она испускает интенсивное излучение, которое освещает окружающий газ и пыль, создавая «эхо», видимое в видимом диапазоне длин волн. Иногда энергичное излучение сверхновой также нагревает близлежащие газ и пыль межзвездной среды, заставляя их излучать собственное свечение, что приводит к редкому типу светового эха, наблюдаемого в инфракрасном диапазоне длин волн — именно тот вид света, который JWST отлично умеет замечать. По данным НАСА, инфракрасное эхо на этих снимках исходит от материала, находящегося за Кассиопеей А, а не от материала, выброшенного при взрыве.

Изображения демонстрируют плотно упакованную, листообразную природу межзвездной среды, похожую на слои лука. Эти нитевидные структуры наблюдались с беспрецедентной детализацией, причем измерения проводились на масштабах около 400 астрономических единиц (AU), что в 400 раз больше среднего расстояния между Землей и Солнцем. Ранее астрономы выявляли структуры в межзвездной среде на масштабах парсеков (1 парсек равен примерно 206 000 AU, или 3,2 световых года). Открытие того, что эти структуры существуют на гораздо меньших масштабах, было новым для исследователей.

Эти сверкающие занавески получены в результате наблюдений за одним и тем же участком пыли, сделанных в три разных дня — 19 августа, 16 сентября и 30 сентября 2024 года — с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона JWST. Три изображения, объединенные вместе, показывают, как меняется световое эхо с течением времени. (На приведенных выше изображениях поле зрения в верхнем ряду немного повернуто по часовой стрелке по сравнению со средним и нижним рядами из-за наклона телескопа при проведении этих наблюдений).

Астрономы планируют продолжить изучение сцены с помощью прибора JWST для среднего инфракрасного диапазона, надеясь проследить, как световое эхо будет меняться в течение нескольких недель или месяцев. Это поможет им определить изменения в составе пылевого пятна и проверить, разрушаются ли при этом молекулы или зерна пыли.

Это уникальное наблюдение открывает новые возможности для изучения межзвездной среды и ее взаимодействия со сверхновыми. Традиционно, изучение межзвездной среды ограничивалось крупномасштабными наблюдениями. Однако, благодаря JWST, ученые получили возможность увидеть детали, которые ранее были скрыты. Наблюдение светового эха позволяет не только изучить состав и структуру межзвездной среды, но и получить информацию о самом взрыве сверхновой, произошедшем столетия назад.

Предстоящие наблюдения с использованием прибора среднего инфракрасного диапазона позволят проследить динамику изменения светового эха и получить более детальную информацию о составе пыли. Это позволит понять, как молекулы и зерна пыли разрушаются под воздействием излучения сверхновой.

Данные, полученные с помощью JWST, обещают революцию в нашем понимании межзвездной среды и ее роли в эволюции галактик. Эти наблюдения открывают новые горизонты для астрономических исследований и позволяют заглянуть в прошлое, чтобы понять настоящее.