Разгадка тайн Крабовидной туманности с помощью телескопа Уэбб НАСА

Команда ученых использовала космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА (JWST), чтобы получить новое представление о Крабовидной туманности, остатке сверхновой, расположенной на расстоянии 6500 световых лет в созвездии Тельца.

Это исследование с помощью телескопа Инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) предоставила данные, которые помогают прояснить сложную историю Крабовидной туманности. Результаты этого исследования имеют важное значение для нашего понимания сверхновых и звездной эволюции.

Историческое значение Крабовидной туманности.

Крабовидная туманность Это результат коллапса сверхновой в результате гибели массивной звезды. Этот впечатляющий взрыв наблюдался на Земле в 1054 году нашей эры, и он был достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть днем. Туманность, которую мы наблюдаем сегодня, представляет собой расширяющуюся оболочку из газа и пыли, движимую энергией пульсара, быстро вращающейся нейтронной звезды с сильными магнитными свойствами.

Необычный состав Крабовидной туманности Очень низкая энергия взрыва ранее объяснялась захватом электронов сверхновой, редким типом взрыва, который возникает в звезде с менее развитым ядром, состоящим из кислорода, неона и магния, а не с более типичным железным ядром.

Предыдущие исследования рассчитали общую кинетическую энергию взрыва на основе количества и скорости присутствующих снарядов. Эти расчеты показывают, что взрыв был относительно низкоэнергетическим, а масса звезды-прародительницы оценивалась в восемь-десять раз больше массы Солнца, что близко к порогу, позволяющему звездам подвергнуться сильному удару. Смерть сверхновой. Однако несоответствия, такие как наблюдаемое быстрое движение пульсара, ставят под сомнение теорию сверхновой, захватывающей электроны.

Новые идеи от передовых веб-инструментов

тот Новые данные телескопа Уэбб Расширенные возможные объяснения происхождения Крабовидной туманности. Команда под руководством Тай Тамима из Принстонского университета собрала спектроскопические данные из двух небольших участков внутренних нитей рака.

Эти данные показали, что образование газа больше не обязательно требует взрыва с захватом электронов, но также может быть объяснено Коллапс сверхновой со слабым железным ядром. «Состав газа больше не требует взрыва для захвата электронов, но это также можно объяснить коллапсом сверхновой со слабым железным ядром», — объяснил Тамим.

Команда измерила соотношение содержания никеля и железа (Ni/Fe), которое, по прогнозам теорий, должно быть намного выше в Сверхновая, захватывающая электроны чем было в А Стандартная сверхновая с коллапсом ядра. Предыдущие оптические и ближние инфракрасные исследования показали высокое соотношение Ni/Fe, что благоприятствует сценарию захвата электронов.

Однако расширенные инфракрасные возможности Уэбба позволили получить более надежную оценку, показав, что, хотя это соотношение все еще было высоким по сравнению с Солнцем, оно было намного ниже, чем считалось ранее. Этот результат оставляет открытой возможность того, что A Сверхновая с низкоэнергетическим железным ядром также.

Мартин Ламминг из Военно-морской исследовательской лаборатории, соавтор исследования, подчеркнул необходимость дальнейших исследований: «В настоящее время спектральные данные Уэбба охватывают две небольшие области краба, поэтому важно изучить больше останков. Было бы важно выявить любые пространственные различия». Будет интересно посмотреть, сможем ли мы идентифицировать линии излучения других элементов, таких как кобальт или германий.

Картирование зон пыли и выбросов

Помимо спектроскопических данных, команда использовала Веселый Чтобы составить карту более широкой среды Крабовидная туманностьС акцентом на распространение синхротронного излучения и пыли. Изображения с высоким разрешением позволили команде впервые изолировать и нанести на карту выбросы пыли внутри туманности.

Объединив Веб-данные Используя данные о теплой пыли с данными о холодной пыли из космической обсерватории Гершель, команда создала полную картину распределения пыли, показав, что внешние волокна содержат относительно более теплую пыль, в то время как более холодные зерна разбросаны вблизи центра.

«Интересно, где мы видим пыль в Крабе, потому что она отличается от остатков других сверхновых, таких как Кассиопея А и Сверхновая 1987А», — отметил Натан Смит из Обсерватории Стюарда Университета Аризоны, еще один соавтор исследования.

В этих объектах пыль находится посередине. У крабов пыль находится в плотных нитях внешнего панциря. тот Крабовидная туманность «Это соответствует традиции астрономии: самые близкие, самые яркие и лучше всего изученные объекты обычно оказываются самыми странными».

Важность этих результатов

Эти новые взгляды на Крабовидная туманность Подчеркивая важность постоянного мониторинга и анализа с использованием передовых инструментов, таких как ДЖВСТ. Возможность более точно измерять содержание элементов и составлять карты распределения пыли с высоким разрешением дает астрономам более глубокое понимание процессов, которые управляют жизнью и смертью звезд.

Продолжая анализировать данные и расширяя свои наблюдения, включив в них больше областей туманности, команда надеется решить нерешенные вопросы о природе туманности. Крабовидная туманность Звезда-прародительница и тип взрыва сверхновой, который ее создал.

Результаты исследования были представлены на 244-м Национальном собрании Американского астрономического общества (ААС) и приняты к публикации в The Astrophysical Journal Letters. Продолжающиеся исследования в Крабовидная туманность Оно обещает пролить больше света на механизмы, которые приводят к взрывам сверхновых и эволюции их остатков, способствуя нашему более широкому пониманию Вселенной.