Крабовидная туманность – исследование с течением времени
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 21.08.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Крабовидная туманность – исследование с течением времени

shortstoryf

В следующем году НАСА будет отмечать 20-летнюю годовщину запуска рентгеновской обсерватории «Чандра» в космическое пространство. Крабовидная туманность (Crab Nebula) была одним из первых объектов, который новый телескоп исследовал с помощью своего мощного рентгеновского зрения. С тех пор мало что изменилось: этот космический объект до сих пор является частым объектом исследования для обсерватории.

Можно выделить множество причин, по которым Крабовидная туманность является хорошо изученным объектом. Например, именно в этой туманности произошла вспышка одной из исторических сверхновых, которая была зафиксирована астрономами прошлого. Именно фиксация момента взрыва в туманности помогла современным астрономам понять детали взрыва и его последствия.

Так, например, в 1054 году наблюдатели сразу в нескольких странах зафиксировали появление «новой звезды» в направлении на созвездие Тельца. С тех пор о Крабовидной туманности мы узнали очень много. Сейчас астрономы знают, что она приводится в движение быстро вращающейся, высокомагнитной нейтронной звездой, которую мы называем пульсаром. Он был сформирован, когда крупная звезда исчерпала своё ядерное топливо и разрушилась. Комбинация быстрого вращения и сильного магнитного поля в туманности генерирует интенсивное электромагнитное поле, которое создаёт джеты вещества и антивещества, выбрасываемого из северного и южного полюса пульсара. Также формируются интенсивные ветра, движущиеся в экваториальном направлении.

Самое свежее изображение Крабовидной туманности представлено внизу страницы. Оно было получено путём объединения данных от «Чандры» (синий и белый цвет), космического телескопа «Хаббл» (розовый цвет) и космического телескопа «Спитцер» (фиолетовый цвет). Разрешение рентгеновского изображения меньше, чем других, потому что чрезвычайно энергичные электроны, испускающие рентгеновские лучи, излучают свою энергию быстрее, чем электроны более низких энергий, излучающие оптический и инфракрасный свет.

Это новое комбинированное изображение вносит новые данные в научное наследство о туманности, которое охватывает почти два десятилетия. Вот несколько примеров того, как изменялось понимание астрономов о Крабовидной туманности с течением времени.

1999 год: спустя несколько недель после доставки обсерватории «Чандра» с помощью шаттла «Колумбия» на орбиту, новый телескоп начинает наблюдать Крабовидную туманность. Первые данные показали особенности, которые никогда прежде не наблюдались, включая яркое кольцо высокоэнергетических частиц вокруг сердца туманности.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 1999 год. Источник: NASA/CXC/SAO

2002 год: динамичный характер Крабовидной туманности был ярко раскрыт в 2002 году, когда учёные опубликовали видео, созданное на основе скоординированного наблюдения «Хаббла» и «Чандры», которое проводилось в течение нескольких месяцев. Яркое кольцо, замеченное ранее, состоит приблизительно из двух дюжин узлов, которые формируются, светятся и гаснут, колеблются и иногда подвергаются вспышкам, дающим начало расширяющимся облакам частиц, но остаются в примерно том же расположении.

Появление этих узлов вызвано наличием ударной волны, которая подобна звуковой ударной волне на Земле. В ней стремительные частицы от пульсара сталкиваются с окружающим их газом. Яркие пучки, возникающие в этом кольце, перемещаются в космическое пространство на скорости, равной половине скорости света, и формируют второе расширяющееся кольцо ещё дальше от пульсара.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 2002 год. Источник: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al.

2006 год: в 2003 году был запущен на орбиту космический телескоп «Спитцер», который присоединился к «Хабблу», «Чандре» и гамма-обсерватории «Комптон» и начал совместную работу по программе Great Observatory. Несколько лет спустя было получено первое изображение, сложенное по данным «Чандры» (голубой цвет), «Хаббла» (зелёный и тёмно-синий) и «Спитцера» (красный цвет).

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 2006 год. Источник: X-ray: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al.; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz

2008 год: поскольку «Чандра» продолжала проводить наблюдения за Крабовидной туманностью, появились новые данные, которые создали более ясную картину того, что происходит в этом динамичном объекте. В 2008 году учёные сообщили о наблюдении слабой границы ветра вокруг пульсара, который представляет собой кокон из высокоэнергетических частиц, окружающих пульсар.

Данные показали наличие структур, которые астрономы назвали «пальцами», «петлями» и «заливами». Эти особенности указали, что магнитное поле туманности и филаменты более холодной материи управляют движение электронов и позитронов. Частицы могут быстро переместиться вдоль магнитного поля на несколько световых лет прежде, чем начнут излучать свою энергию. И напротив, они двигаются намного более медленно перпендикулярно линиям магнитного поля и перемещаются на короткое расстояние, а затем теряют свою энергию.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 2008 год. Источник: NASA/CXC/SAO/F.Seward et al

2011 год: было опубликовано timelapse-видео на основе данных «Чандры», которые продемонстрировали драматические изменения в рентгеновской эмиссии около пульсара. В 2011 году наблюдения этой обсерватории были использованы для уточнения местоположения удивительных вспышек гамма-излучения, впервые наблюдаемых обсерваториями «Ферми» и итальянского спутника AGILE. Эти обсерватории не смогли определить местоположение источника вспышек в туманности, но астрономы надеялись, что «Чандра» со своей высокой разрешающей способностью, смогут это уточнить.

В итоге были проведены наблюдения во время сильных вспышек гамма-излучения, но опять никаких явных доказательств для их описания выявлено не было. Несмотря на отсутствие корреляции, «Чандра» помогла учёным сконцентрировать своё внимание на объяснении самих вспышек, а не места их возникновения.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 2011 год. Источник: ASA/CXC/MSFC/M.Weisskopf et al

2014 год: чтобы отпраздновать 15-ю годовщину запуска «Чандры» астрономы опубликовали несколько новых изображений остатков сверхновых звёзд, включая Крабовидную туманность. Это было трёхсцветное представление туманности, в котором рентгеновские данные были разделены на три различные энергетические группы. Лучи самой низкой энергии, которые может зафиксировать «Чандра», показаны красным, средний диапазон показан зелёным, а лучи высоких энергий показаны синим. Обратите внимание, что количество лучей высоких энергий меньше, чем лучей других. Это вызвано тем, что самые активные электроны, ответственные за самые мощные рентгеновские лучи, излучают свою энергию существенно быстрее, чем все остальные.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, 2014 год. Источник: NASA/CXC/SAO

2017 год: основываясь на прошлых многоволновых изображениях Крабовидной туманности в 2017 году специалисты выпустили её представление, которое охватывает почти всю ширину электромагнитного спектра. Радиоволны от наземного комплекса VLA показаны красным, данные «Хаббла» — зелёным, инфракрасные данные «Спитцера» — зелёным, а рентгеновские данные XMM-Newton и «Чандры» — синим и фиолетовым соответственно.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность. Источник: NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)

По информации Гарвард-Смитсоновского центра астрономии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google