Cassiopeia A (zkráceně Cas A, také 3C 461 nebo G111.7−2.1) je pozůstatek supernovy typu IIb v souhvězdí Kasiopeji. Nachází se v Galaxii Mléčné dráze přibližně 3,4 kpc, tedy 11 000 světelných let, od Země. Patří k nejvýraznějším rádiovým zdrojům na obloze a k nejlépe prozkoumaným mladým pozůstatkům supernov.
Světlo původního výbuchu dorazilo k Zemi ve druhé polovině 17. století. Rozpínající se obálka obsahuje hmotu vyvrženou při výbuchu i okolní plyn zasažený jeho rázovou vlnou. Poblíž středu pozůstatku se nachází neutronová hvězda.
Objev a stáří Rádiový zdroj popsali v roce 1948 Martin Ryle a Francis Graham-Smith v časopise Nature. Ve viditelném světle má pozůstatek podobu slabých vláken a uzlíků plynu; jeho rádiový obraz tvoří jasná obálka s kompaktními uzlíky a rozsáhlejším slabším zářením.
Dobu výbuchu lze odhadovat zpětnou extrapolací pohybů vyvržené hmoty. Výsledek závisí na výběru sledovaných uzlíků a na jejich zpomalování při střetu s okolním prostředím. Studie snímků z Hubbleova vesmírného dalekohledu zveřejněná v roce 2006 odvodila pro část nejméně zpomalených uzlíků rok 1681 s nejistotou ±19 let. Jde o datování příchodu světla k Zemi; samotný výbuch nastal přibližně o dobu letu světla dříve.
Jednoznačně potvrzené dobové pozorování supernovy není známo. S výbuchem bývá spojován záznam Johna Flamsteeda z roku 1680, toto ztotožnění však zůstává nejisté. Slabou nápadnost události lze vysvětlovat zeslabením světla mezihvězdným prachem a poměrně rychlým poklesem jasnosti supernovy.
Původní hvězda a typ supernovy Zařazení supernovy do typu IIb potvrdilo v roce 2008 spektroskopické pozorování světelné ozvěny. Část světla výbuchu se rozptýlila na mezihvězdném prachu a dorazila k Zemi po delší dráze se zpožděním několika staletí. Její spektrum umožnilo určit povahu původní exploze.
Předchůdcem byla hmotná hvězda, která před výbuchem ztratila většinu obálky tvořené vodíkem. Modelová studie zveřejněná v roce 2006 ukázala, že pozorovaným vlastnostem pozůstatku může odpovídat hvězda s počáteční hmotností přibližně 15–25 slunečních hmotností, která ztratila vodíkovou obálku při vývoji v dvojhvězdě a poté prodělala energetickou explozi.
Rentgenová pozorování okolního plynu ukazují, že se pozůstatek rozpíná do hustého pomalého větru, který je vykládán jako pozůstatek větru červeného veleobra. Z těchto měření byl odvozen model s počáteční hmotností kolem 16 slunečních hmotností a hmotností přibližně 5 slunečních hmotností bezprostředně před výbuchem; oba údaje mají nejistotu několika desítek procent.
Pátrání pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu neodhalilo žádného přeživšího hvězdného průvodce přijatelné hmotnosti a stáří. Tím byl vyloučen jeden z často předpokládaných scénářů vzniku supernov typu IIb, nikoli však veškeré scénáře zahrnující dvojhvězdu. Alternativní model například předpokládá, že Cassiopeia A vznikla při druhém výbuchu supernovy v původní dvojhvězdě a že obálku jejího předchůdce odstranil náraz vyvržené hmoty z prvního výbuchu.
Stavba a rozpínání Rádiová obálka má úhlový průměr přibližně 5′. Vnější rázová vlna se šíří do okolního plynu, zatímco zpětná rázová vlna prostupuje vyvrženou hmotou a zahřívá ji. Jejich pohyb není ve všech směrech stejný. Analýza devatenácti let pozorování observatoří Chandra, zveřejněná v roce 2022, určila průměrnou rychlost vnější rázové vlny přibližně 5800 km/s. Její poloměr činí asi 2,8 pc; jasný vnitřní prstenec je menší. Optická měření ukazují, že uzlíky v severovýchodním výtrysku vyvržené hmoty dosahují rychlosti až přibližně 14 000 km/s.
V rentgenovém záření jsou patrné oblasti bohaté na křemík, síru, vápník a železo. Jednotlivé prvky jsou v pozůstatku rozmístěny nerovnoměrně. Jejich zastoupení a pohyb umožňují zkoumat vznik prvků ve hvězdách i průběh exploze. Rádiové záření Cassiopeie A dlouhodobě slábne; jeho intenzitu je proto nutné vztahovat k době měření a pozorovací frekvenci.
Centrální neutronová hvězda Kompaktní rentgenový zdroj poblíž středu pozůstatku byl objeven v roce 1999 na prvních snímcích observatoře Chandra. Jde o neutronovou hvězdu vzniklou zhroucením jádra původní hvězdy. Model jejího rentgenového spektra zveřejněný v roce 2009 odpovídal záření povrchu pokrytého tenkou atmosférou z uhlíku. Rovnoměrné záření povrchu v tomto modelu vysvětlovalo také nepřítomnost zjištěných rentgenových pulzací.
Novější výzkum Vesmírný dalekohled Jamese Webba zobrazil v infračerveném oboru jemnou strukturu prachu a vyvržené hmoty. Na snímcích zveřejněných v roce 2023 vynikl útvar přezdívaný Green Monster („zelené monstrum“), jehož označení vychází ze zelené barvy přidělené části dat. Společná analýza pozorování Webbova dalekohledu a Chandry v roce 2024 podpořila výklad, že jde o hustý cirkumstelární materiál, který předchůdce ztratil před explozí a který později zasáhla rázová vlna. Na obloze se promítá do vnitřku pozůstatku.
Výzkum zveřejněný v roce 2025 využil rozdílného zastoupení křemíku a neonu v datech Chandry ke studiu posledních hodin života původní hvězdy. Autoři vyložili pozorované rozložení jako doklad nerovnoměrného promíchávání jejích vnitřních vrstev ještě před výbuchem. Výsledek pomáhá objasnit, jak může narušení kulové souměrnosti hvězdy ovlivnit následnou explozi.
Odkazy Reference
Externí odkazy
Cassiopeia A v katalogu galaktických pozůstatků supernov (anglicky) Cassiopeia A na stránkách observatoře Chandra (anglicky)
Kategorie:Souhvězdí Kasiopeji Kategorie:Supernovy