Mgławica Kraba badana przez Teleskop Jamesa Webba

Nowe zdjęcia uzyskane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pomogą rozwikłać zagadkową historię pozostałości po supernowej, znaną jako Mgławica Kraba.

Należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba uchwycił pozostałość po supernowej znajdującą się w odległości 6500 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Byka, opisaną jako na Mgławica Kraba. Od czasu odkrycia tego niezwykłego wydarzenia w 1054 r. n.e. przez XI-wiecznych astronomów, Mgławica Kraba nadal przyciąga uwagę, a astronomowie starają się zrozumieć warunki, zachowanie i następstwa supernowych poprzez dokładne badanie jej, z racji stosunkowo pobliskiego położenia.

Korzystając z kamery Webba NIRCam (Near-Infrared Camera) i MIRI (Mid-Infrared Instrument), astronomowie z NASA, pod kierownictwem Tea Temim z Princeton University poszukiwali odpowiedzi na temat pochodzenia Mgławicy Kraba.

„Czułość i rozdzielczość przestrzenna Webba pozwalają nam dokładnie określić skład wyrzuconego materiału, w szczególności zawartość żelaza i niklu, co może ujawnić, jaki rodzaj eksplozji spowodował powstanie Mgławicy Kraba” – wyjaśniła Temim.

Naukowcy zaznaczają, że na pierwszy rzut oka ogólny kształt pozostałości po supernowej jest podobny do obrazu o długości fali optycznej opublikowanego w 2005 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA. W obserwacji Webba w podczerwieni, wyraźna, przypominająca klatkę struktura puszystych włókien gazowych jest pokazana w kolorze czerwono-pomarańczowym. Jednak w centralnych regionach, emisja z ziaren pyłu (żółto-biało-zielona) została po raz pierwszy zmapowana przez Webba.

Dodatkowe aspekty wewnętrznego funkcjonowania Mgławicy Krab stają się bardziej widoczne i szczegółowe w świetle podczerwonym uchwyconym przez Webba. Badacze twierdzą, że w szczególności, Webb podkreśla to, co jest znane jako promieniowanie synchrotronowe (emisja wytwarzana przez naładowane cząstki, takie jak elektrony, poruszające się wokół linii pola magnetycznego z prędkościami relatywistycznymi). Promieniowanie to pojawia się jako mleczny materiał przypominający dym w większości wnętrza mgławicy.

Astronomowie tłumaczą, że cecha ta jest produktem pulsara mgławicy, szybko obracającej się gwiazdy neutronowej. Silne pole magnetyczne pulsara przyspiesza cząstki do ekstremalnie wysokich prędkości i powoduje, że emitują one promieniowanie, gdy owijają się wokół linii pola magnetycznego. Promieniowanie synchrotronowe, choć emitowane w całym spektrum elektromagnetycznym, jest widoczne z niespotykaną dotąd szczegółowością dzięki instrumentowi NIRCam Webba.

Naukowcy tłumaczą, że aby zlokalizować pulsarowe serce, jakie posiada Mgławica Kraba, należy prześledzić smugi, które podążają za okrągłym falistym wzorem pośrodku, do jasnej białej kropki w centrum. Dalej od rdzenia za cienkimi białymi wstęgami promieniowania. Zakrzywione smugi są ściśle zgrupowane, zarysowując strukturę pola magnetycznego pulsara, które rzeźbi i kształtuje mgławicę.

Zdaniem naukowców, wiatr wytwarzany przez serce pulsara nadal wypycha skorupę gazu i pyłu na zewnątrz w szybkim tempie. Wewnątrz pozostałości żółto-biało-zielone cętkowane włókna tworzą wielkoskalowe struktury przypominające pętle, które reprezentują obszary, w których znajdują się ziarna pyłu.

Poszukiwanie odpowiedzi na temat przeszłości Mgławicy Krab nadal trwają, astronomowie analizują dane z Webba i porównują z wcześniejszymi obserwacjami pozostałości wykonanymi przez inne teleskopy. Naukowcy będą mieli również nowsze dane z Hubble’a do przeglądu w ciągu około roku od ponownego zobrazowania pozostałości supernowej przez teleskop. Będzie to pierwsze spojrzenie Hubble’a na linie emisyjne w Mgławicy Kraba od ponad 20 lat i umożliwi astronomom dokładniejsze porównanie wyników Webba i Hubble’a.

Emil Gołoś