Cassiopeia A

Cassiopeia A is de restant van een supernova die ongeveer 11.000 lichtjaar ver weg plaatsvond in de richting van het sterrenbeeld Cassiopeia. Het licht van de supernova bereikte de Aarde meer dan 300 jaar geleden. De supernova bereikte een maximale helderheid van magnitude 6. Het was de laatste supernova in de Melkweg die met het blote oog zichtbaar was en het is de jongste bekende supernovarestant in ons sterrenstelsel.

Vanaf de Aarde gezien is Cassiopeia A ongeveer 10 lichtjaar in doorsnede. De wolk van materiaal die tijdens de supernovagebeurtenis werd uitgestoten expandeert met een snelheid van 4000 – 6000 kilometer per seconde. De expansiesnelheid en de temperatuur werden in 2006 verkregen met behulp van de Advanced Camera for Surveys (ACS) van de Hubble Space Telescope.

De Hubble-waarnemingen toonden aan dat Cassiopeia A niet gelijkmatig uitdijt. Astronomen vonden hoge snelheidsknopen die met snelheden van 5500 – 14.500 km/s uitdijen.  De hoogste expansiesnelheden werden gevonden in de knopen in de bijna tegenover elkaar liggende noordoost- en zuidwestelijke jets.

Het supernovarestant zal duizenden jaren blijven uitdijen. Het uitgestoten materiaal zal uiteindelijk verdwijnen in de omringende interstellaire ruimte waar het zal worden gerecycled als grondstof voor de vorming van nieuwe generaties sterren.

Op infrarode en röntgengolflengtes vertoont Cassiopeia A een ring van uitdijend materiaal van ongeveer 5 boogseconden in doorsnede.

Astronomen ontdekten dat de centrale röntgenbron van de supernovarestant zich ongeveer 7 boogseconden ten zuidoosten van het geschatte expansiecentrum bevindt.

Het restant van de voorloperster die Cassiopeia A produceerde, werd in 1999 gevonden door de Chandra röntgentelescoop. Het compacte object – een neutronenster – werd gecatalogiseerd als CXOU J232327.8+584842. Het was de eerste neutronenster die werd gevonden met een dunnen koolstofatmosfeer. In 2011 ontdekten astronomen dat het stellaire overblijfsel snel afkoelde.

De jonge neutronenster vertoont geen bewijs van röntgenpulsatie en heeft geen tegenhanger in de optische en infrarode banden. Er is geen röntgenpulsarwindnevel omheen gevonden.

In 2005 gebruikten astronomen de Spitzer Space Telescope om een infrarood echo van de Cassiopeia A supernova gebeurtenis op de nabijgelegen gaswolken waar te nemen. Men denkt dat de infrarood echo wordt veroorzaakt door thermische stofemissie. Het stof werd verhit door de schok van de uitdijende supernova.

De infrarood echo heeft een optische tegenhanger, een verstrooi licht echo. Het spectrum van de lichtecho bevestigde dat de gebeurtenis die Cassiopeia A produceerde een type IIb supernova was.

Supernova

Cassiopeia A is het overblijfsel van een type IIb supernova, veroorzaakt door een interne ineenstorting van een enorme ster. Infraroodwaarnemingen van het spectrum van het overblijfsel met de Spitzer Space Telescope duiden sterk op een type II supernova.

De voorloperster was waarschijnlijk een rode superreus met een heliumkern die het grootste deel van zijn waterstofomhulsel had verloren voordat hij zijn spectaculaire einde bereikte. Men denkt dat de ster op een bepaald moment een dubbelster had. Diepgaande zoektochten naar de metgezel hebben geen resultaten opgeleverd, wat astronomen tot de conclusie heeft gebracht dat de ster een dwergster met een lage massa was of dat de twee sterren vóór de supernovagebeurtenis zijn samengesmolten.

De supernova die Cassiopeia A produceerde vond plaats in de Perseus-arm van ons sterrenstelsel, ongeveer 11.000 lichtjaar van de Zon. Astronomen schatten dat het licht van de gebeurtenis de Aarde voor het eerst aan het einde van de 17^de eeuw bereikte, wat het overblijfseleen geschatte leeftijd geeft van slechts ongeveer 330 – 340 jaar. Er zijn echter geen gegevens bekend over de supernova uit die tijd.

Het licht van de supernova is mogelijk geabsorbeerd door interstellair stof. Het is ook mogelijk dat de voorloperster uitzonderlijk groot was en veel van het materiaal in zijn buitenste lagen uitstootte voordat hij als supernova uitging. Het uitgestoten materiaal zou een aanzienlijk deel van het zichtbare licht dat door de supernovagebeurtenis werd geproduceerd, hebben geabsorbeerd. De voorloperster had een geschatte massa van 15 tot 20 zonsmassa.

Berekeningen met behulp van de waargenomen expansiesnelheid van de restant wezen uit dat 667 het jaar was waarin het licht van de supernova voor het eerst de aarde bereikte. Waarnemingen met de Hubble Space Telescope hebben echter onthuld dat de restant niet op een uniforme manier uitbreidde, waarbij de hoogste snelheden werden waargenomen in twee tegenovergestelde jets. Er wordt aangenomen dat het licht van de voorlopersupernova van Cassiopeia A de Aarde ergens tussen 1662 en 1700 heeft bereikt.

De supernovagebeurtenis is mogelijk vastgelegd door de Engelse astronoom John Flamsteed, die op 16 augustus 1680 een ster van magnitude 6, 3 Cassiopeiae genoemd, op dezelfde positie opmerkte. Flamsteed catalogiseerde de ster, maar er werd later geen ster meer op deze positie gevonden, wat astronomen ertoe bracht te speculeren dat de Astronomer Royal mogelijk een tijdelijk verschijnsel heeft opgemerkt. Flamsteeds vastgelegde positie van 3 Cassiopeiae lag binnen 10 boogminuten van de Cas A-radiobron.

Het is ook mogelijk dat Flamsteed de positie van de ster onjuist heeft vastgelegd. De Duitse astronoom Caroline Herschel stelde voor dat een fout in sextantmetingen ervoor kan hebben gezorgd dat Flamsteed een onnauwkeurige positie voor de ster HD 220562 heeft opgegeven. Flamsteed heeft mogelijk ook de variabele ster AR Cassiopeiae waargenomen en een onjuiste positie opgegeven.

In 2011 suggereerden de Britse astronoom Martin Lunn en de Amerikaanse historicus Lula Rakoczy dat Cassiopeia A de “middagster” was die naar verluidt in 1630 werd gezien. De ster zou de geboorte van koning Karel II hebben aangekondigd en verscheen op 19 mei 1630 aan de sterrenhemel toen de toekomstige koning werd geboren.

Hoewel verslagen tientallen jaren na de gebeurtenis zijn geschreven en niet helemaal geloofwaardig zijn, ontdekten Lunn en Rakoczy een boek genaamd Britanniae Natalis (1630), geschreven door meer dan 100 academici, dat een verslag geeft van de geboorte van de koning. De bevinding is controversieel omdat het de huidige methode voor het dateren van supernovae (gebaseerd op hun expansiesnelheid) en de momenteel geaccepteerde afstand tot Cassiopeiae A in twijfel trekt.

Cassiopeia A is gecatalogiseerd als 3C 461 in de Third Cambridge Catalogue of Radio Sources en als G111..7-7-2.1 in de Green Catalog of Supernova Remnants.

cassiopeia a hubble space telescope

Wetenswaardigheden

Cassiopeia A was een va de eerste discrete radiobronnen die werd gevonden. De radiobron werd in 1947 gevonden door de astronomen Martin Ryle en Francis Graham-Smith. Ze gebruikten hiervoor de Long Michelson Interferometer, een radiotelescoopinterferometer die door Ryle was gebouwd, en rapporteerden de ontdekking van de radiobron in het tijdschrift Nature. Ryle won in 1974 de Nobelprijs voor Natuurkunde voor zijn baanbrekende werk op het gebied van radio-interferometrie.

Het restant van de supernova werd in 1950 optisch geïdentificeerd. In 2011 bevestigden astronomen dat het restant asymmetrisch was.

Cassiopeia A is de helderste radiobron buiten het zonnestelsel op frequenties boven 1 Ghz.

In 1980 had het overblijfsel een fluxdichtheid van 2720 Jy bij 1 Ghz. Omdat Cassiopeia A afkoelt terwijl het restant uitzet, neemt de fluxdichtheid af me een snelheid van ongeveer 1% per jaar. Om deze reden is Cassiopeia A nu niet zo’n sterke bron bij frequenties onder 1 Ghz als Cygnus A (3C 405), een radiosterrenstelsel in het sterrenbeeld Cygnus – Zwaan.

Cassiopeia A was de eerste röntgenbron die werd ontdekt in het sterrenbeeld Cassiopeia. De röntgenbron werd gevonden door een Aerobee-raketvlucht die op 25 april 195 werd gelanceerd. De bron werd gecatalogiseerd als Cassiopeia X-1 of Cassiopeia XR-1. De instrumenten aan boord van de Aerobee-raket detecteerden ook röntgenstraling van de radiosterrenstelsels Messier 87 en Cygnus A en van de röntgenbron Cygnus X-1, waarvan men denkt dat het een zwart gat is.

In 2013 ontdekten astronomen fosfor in Cassiopeia A. de ontdekking bevestigde dat het element inderdaad wordt geproduceerd in supernova-gebeurtenissen. De fosfor-ijzerverhouding was tot 100 keer hoger in het materiaal van het overblijfsel dan in de rest van het de Melkweg.

Cassiopeia A is door de meeste grote telescopen in de ruimte en vanaf de Aarde waargenomen, waaronder de Hubble Space Telescope, de Spitzer Space Telescope, de Chandra röntgentelescoop en de Webb Space Telescope.

In 2023 onthulden beelden van de Webb Space Telescope nieuwe details van de uitdijende schil van gas die botste met het materiaal dat door de centrale ster werd uitgestoten voordat deze uitging. In het midden-infrarood is een lus van groen licht zichtbaar in de centrale holte van het overblijfsel, die niet te zien is in de nabije-infraroodband. Het merkwaardige kenmerk heeft de bijnaam Groene Monster gekregen.

Het NIRCam-instrument van Webb heeft een grote blob onthuld die lijkt op een nakomeling van de hoofdsupernova.. de blob, bijgenaamd baby Cas A, is een lichtecho die zich ongeveer 170 lichtjaar achter Cassiopeia A bevindt. Het laat zien waar het licht van de supernovagebeurtenis het stof opwarmt en is een van de vele lichtecho’s die door het nabije-infrarode oog van Webb zijn gedetecteerd.

Het MIRI-instrument toonde nieuwe details in de binnenste schil van het restant van de supernova die onzichtbaar zijn op de beelden die door NIRCam zijn gemaakt.

In 2024 bevestigde een onderzoek onder leiding van Ilse de Looze van de universiteit van Gent dat het Groene Monster verband hield met het circumstellaire materiaal dat door de voorloperster werd uitgestoten tijdens een asymmetrische massaverliesfase. De ontdekking van het kenmerk ondersteunt de hypothese dat de ster een zeer asymmetrisch massaverlies onderging voordat de kern instortte en als een supernova uitging. Het onderzoek werd in november 2024 gepubliceerd in The Astrophysical Journal.

Het Groene Monster bleek tientallen cirkelvormige gaten te bevatten van ongeveer 1 – 3 boogseconden in doorsnede. Deze gaten werden waarschijnlijk gecreëerd door de interactie tussen het materiaal dat werd uitgestoten bij de supernovagebeurtenis en het interstellaire materiaal.

Een röntgenanalyse van het Groene Monster heeft een aanzienlijke blauwverschuiving onthuld, wat aangeeft dat het kenmerk zich aan de nabije kant van Cassiopeia A bevindt, vóór het overblijfsel.

Locatie

Cassiopeia A bevindt zich in het gebied tussen de sterrenbeeldfiguren van Cassiopeia en Cepheus. Cas A bevindt zich net ten oosten van de denkbeeldige lijn die Caph verbindt met Zeta Cephei, op ongeveer een derde van de afstand tussen Caph naar Zeta Cephei.

Caph is de meest rechtse ster in de W van Cassiopeia en Zeta Cephei bevindt zich aan de basis van het huisvormige asterisme dat het sterrenbeeld Cepheus domineert. Het supernovarestant bevindt zich in hetzelfde gebied aan de hemel als de Bubbel-nevel – NGC 7635 en de open sterrenhoop Messier 52.

how to find cassiopeia a, where is cassiopeia a in the sky. The location of Cassiopeia A, image: Stellarium

Cassiopeia A is een uitdagend object voor kleine en middelgrote telescopen. De supernovarestant is met behulp van filters zichtbaar in 25 cm en grotere telescopen. Cas A is voor waarnemers ten zuiden van -31° niet zichtbaar. Op het noordelijk halfrond is Cassiopeia A circumpolair en dus het gehele jaar zichtbaar.

De beste tijd van het jaar om Cassiopeia A en de andere deepsky objecten in Cassiopeia waar te nemen is de maand november als het sterrenbeeld ’s avonds hoger boven de horizon staat.

Cassiopeia A

Sterrenbeeld	Cassiopeia
Schijnbare helderheid (magnitude)	6
Schijnbare grootte (boogminuten)	5,0 * 5,0
Afstand (lichtjaar)	11.000
Straal (lichtjaar)	5
Namen en aanduidingen	Cassiopeia A 3C 461 G111.7-2.1

Eerste publicatie: 15 november 2025
Bron: Wikipedia & anderen

• Bluesky
• Facebook
• Threads
• X
• Mastodon
• Mail