Джеймс Уэбб наблюдает за Крабовидной туманностью
Космический телескоп НАСА Джеймс Уэбб наблюдал за Крабовидной туманностью, остатком сверхновой, расположенной от нас на расстоянии 6500 световых лет.
Крабовидная туманность — это остаток сверхновой и пульсарная ветровая туманность в созвездии Тельца. Общее название происходит от рисунка объекта, сделанного Уильямом Парсонсом с использованием 36-дюймового (91 см) телескопа, который чем-то напоминал краба с руками.
Туманность была открыта английским астрономом Джоном Бевисом в 1731 году. Она соответствует яркой сверхновой, зарегистрированной китайскими астрономами в 1054 году нашей эры. Туманность была первым идентифицированным астрономическим объектом, который соответствует исторически наблюдаемому взрыву сверхновой. Она и сейчас продолжает привлекать внимание астрономов, которые проводят дополнительные исследования, поскольку стремятся понять условия, поведение и последствия взрывов сверхновых
Используя NIRCam (камеру ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба и MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона), группа под руководством Теи Темим из Принстонского университета ищет ответы о происхождении Крабовидной туманности.
«Чувствительность и пространственное разрешение Уэбба позволяют нам точно определить состав выброшенного материала, особенно содержание железа и никеля, что может показать, какой тип взрыва произвел Крабовидную туманность», — объяснили исследователи.
На первый взгляд, общая форма остатка сверхновой похожа на изображение оптической длины волны, полученное в 2005 году космическим телескопом Хаббл: в инфракрасных наблюдениях Уэбба четкая, похожая на клетку структура газовых нитей показана красно-оранжевым цветом. Однако в центральных регионах эмиссия пылинок (желто-белых и зеленых) нанесена на карту Уэббом впервые.
Подобно оптическому изображению Хаббла, инфракрасные возможности Уэбба показывают четкую, похожую на клетку структуру остатка сверхновой из пушистых красно-оранжевых газовых нитей, в которых прослеживается дважды ионизированная сера. Внутри остатка желто-белые и зеленые пушистые гребни образуют крупномасштабные петлеобразные структуры, которые представляют собой области, где находятся частицы пыли. Центральная область внутри выполнена из полупрозрачного материала молочного цвета. Этот белый материал представляет собой синхротронное излучение, которое испускается во всем электромагнитном спектре, но становится особенно ярким благодаря чувствительности Уэбба и пространственному разрешению. Он генерируется частицами, разогнанными до чрезвычайно высоких скоростей, когда они обтекают силовые линии магнитного поля. В центре этой кольцеобразной структуры находится яркая белая точка: пульсар туманности. Обратите внимание, что некоторые газовые нити имеют более голубой цвет. Эти области содержат одиночно ионизированное железо.
Изучая данные Уэбба и сверяясь с предыдущими наблюдениями остатка, сделанными другими телескопами, такими как «Хаббл», астрономы могут улучшить свое понимание Крабовидной туманности, а также расширить свои знания о жизни и смерти звезд. © NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim (Princeton University)
Дополнительные аспекты внутреннего устройства Крабовидной туманности становятся более заметными и более детально видны в инфракрасном свете, захваченном Уэббом.
В частности, Уэбб выделяет так называемое синхротронное излучение: излучение, производимое заряженными частицами, такими как электроны, движущимися вокруг силовых линий магнитного поля с релятивистскими скоростями. Излучение здесь выглядит как молочный дымообразный материал на большей части внутренней части Крабовидной туманности.
Эта особенность является продуктом пульсара туманности, быстро вращающейся нейтронной звезды. Сильное магнитное поле пульсара разгоняет частицы до чрезвычайно высоких скоростей и заставляет их испускать излучение, когда они вращаются вокруг силовых линий магнитного поля. Несмотря на то, что синхротронное излучение испускается во всем электромагнитном спектре, прибор NIRCam Уэбба позволяет наблюдать его с беспрецедентной детализацией.
Чтобы найти сердце пульсара Крабовидной туманности, проследите за пучками, которые следуют по круговой ряби в середине до ярко-белой точки в центре. Дальше от ядра следуйте за тонкими белыми лентами излучения. Извилистые пучки тесно сгруппированы вместе, очерчивая структуру магнитного поля пульсара, которое формирует туманность.
Шкала обозначена в световых годах, что соответствует расстоянию, которое проходит свет за один земной год. (Свету требуется 2 года, чтобы преодолеть расстояние, равное длине масштабной линейке.) Один световой год равен примерно 9,46 триллиона километров. Поле зрения, показанное на этом изображении, имеет приблизительно 10 световых лет в поперечнике. © NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim (Princeton University)
В центре слева и справа белое вещество резко изгибается внутрь от краев пылевого каркаса и направляется к расположению нейтронной звезды, как будто талия туманности сжата. Это резкое уменьшение может быть вызвано ограничением расширения ветра сверхновой поясом плотного газа.
Ветер, производимый сердцем пульсара, продолжает быстрыми темпами выталкивать оболочку из газа и пыли наружу. Внутри остатков желто-белые и зеленые крапчатые нити образуют крупномасштабные петлеобразные структуры, которые представляют собой области, где находятся частицы пыли.
Поиск ответов о прошлом Крабовидной туманности продолжается, поскольку астрономы продолжают анализировать данные Уэбба и сверяться с предыдущими наблюдениями остатка, полученными другими телескопами.
Учtные получат новые данные Хаббла для рассмотрения в течение следующего года, благодаря повторному изображению телескопом остатка сверхновой. Это станет первым за более чем 20 лет взглядом Хаббла на эмиссионные линии Крабовидной туманности и позволит астрономам более точно сравнить результаты Уэбба и Хаббла.