Przejdź do treści
Strona główna

Mgławica Kraba (M1) — pozostałość supernowej w Byku

Mgławica Kraba (M1, NGC 1952) — pozostałość supernowej z 1054 r., zawierająca pulsar i emitująca promieniowanie od fal radiowych po gamma; obiekt kluczowy dla badań astrofizycznych.

Autor: Utworzono: Zaktualizowano:

Przegląd

Mgławica Kraba, zwana także Messier 1 (M1) i NGC 1952, jest jedną z najlepiej zbadanych pozostałości po eksplozji supernowej w Drodze Mlecznej. Znajduje się w gwiazdozbiorze Byka i od dawna pełni rolę naturalnego laboratorium do badań procesów wysokiej energii w astrofizyce. Obiekt ten łączy w sobie rozległą, filamentarną emisję materii wyrzuconej podczas wybuchu oraz centralnie położony pulsar, który zasila mgławicę energetycznym wiatrem cząstek.

Galeria obrazów

10 Obrazy
File:Crab_Nebula.jpg
simple.wikipedia.org · Public domain

Historia obserwacji

Wybuch supernowej, którego pozostałością jest Mgławica Kraba, został odnotowany w kronikach astronomicznych w 1054 roku przez obserwatorów z terenów Chin i Bliskiego Wschodu. Od XVII i XVIII wieku obiekt był wielokrotnie opisywany przez europejskich obserwatorów, trafił też na pierwsze miejsce katalogu Messiera. W XIX wieku William Parsons przyczynił się do utrwalenia popularnej nazwy „Krab”. Dzięki kontinuum obserwacji w różnych zakresach długości fal możemy dziś łączyć historyczną relację z fizycznymi cechami pozostałości.

Położenie, wielkość i wiek

Mgławica jest położona w jednym z ramion naszej Galaktyki i oddalona od Ziemi w przybliżeniu o 6500 lat świetlnych (około 2 kpc). Jej średnica wynosi kilka lat świetlnych, a materiał wyrzucony w czasie eksplozji tworzy rozległą, filamentową strukturę. Skoro wybuch miał miejsce w 1054 roku, to pozostałość ma wiek przekraczający dziewięćset lat, co pozwala śledzić dynamikę rozszerzania i ewolucję materii poeksplozjowej.

Struktura i dynamika

Mgławica Kraba charakteryzuje się skomplikowaną morfologią: widoczne są włókna gazu bogatego w cięższe pierwiastki, obszary emisji synchrotronowej oraz pętle i arkusze wynikające z oddziaływań plazmy i pola magnetycznego. Materiał rozprzestrzenia się z prędkościami rzędu tysięcy kilometrów na sekundę, a jego obserwowana dynamika dostarcza informacji o energii wybuchu i warunkach panujących w progenitorze.

Pulsar centralny

W centrum mgławicy znajduje się pulsar — szybko obracająca się gwiazda neutronowa, która emituje regularne impulsy promieniowania w bardzo szerokim spektrum. Energia wypływająca z pulsara zasila mgławicę, tworząc tzw. mgławicę wiatru pulsarowego: silne pola magnetyczne i strumienie naładowanych cząstek generują emisję synchrotronową obserwowaną od fal radiowych po promieniowanie rentgenowskie i gamma. Pulsar dostarcza też bezpośrednich informacji o własnościach materii przy ekstremalnej gęstości i silnych polach magnetycznych.

Spektrum i obserwacje wielopasmowe

Mgławica Kraba jest silna niemal we wszystkich pasmach elektromagnetycznych: w radiu dominuje emisja synchrotronowa, w zakresie optycznym widoczne są jasne filamenty emisyjne, w paśmie rentgenowskim i gamma obserwuje się promieniowanie od przyspieszonych cząstek. Wielopasmowe obserwacje pozwalają na rozdzielenie mechanizmów emisji, wyznaczenie rozkładu energii cząstek oraz rekonstrukcję pola magnetycznego. Ze względu na swoją jasność mgławica bywa używana jako kalibrator instrumentów obserwacyjnych.

Zastosowania naukowe i przykłady badań

Mgławica Kraba służy jako źródło do badań ośrodka międzygwiazdowego — fale radiowe i rentgenowskie przechodzące przez materię międzygwiazdową pozwalają mierzyć gęstość, pola magnetyczne i niejednorodności. W przeszłości obserwacje Kraba posłużyły do testowania technik obserwacyjnych i do badania korony Słońca oraz atmosfer obiektów Układu Słonecznego, gdy emisja mgławicy była częściowo blokowana lub modulowana przez przejścia ciał niebieskich.

Znaczenie w astronomii

Mgławica Kraba jest jednym z najważniejszych obiektów w historii nowoczesnej astrofizyki: po raz pierwszy powiązano ją z historycznym zapisem supernowej, a jej pulsar był jednym z pierwszych wykrytych pulsarów centralnych w resztkach poeksplozjowych. Badania Kraba przyczyniły się do zrozumienia mechanizmów akceleracji cząstek, emisji synchrotronowej i ewolucji pozostałości po supernowych, a także do rozwoju instrumentów obserwacyjnych w szerokim zakresie długości fal.

Przydatne odnośniki

Poziomy energii

Poprzednia analiza wykazała, że przy energii promieniowania rentgenowskiego i gamma powyżej 30 keV, krab jest najsilniejszym trwałym źródłem na niebie. Jego strumień (emisja energii) był znany jako powyżej 1012 keV.

Ostatnie prace wykazały jednak, że poziom energii jest znacznie wyższy niż wcześniej sądzono. Naukowcy odkryli emisje na poziomie ponad 100 GeV (gigaelektronowoltów) - 100 miliardów razy bardziej energetyczne niż światło widzialne.

Pochodzenie

Powstanie mgławicy krabowej odpowiada jasnej supernowej SN 1054, która została zarejestrowana przez chińskich astronomów w 1054 roku. Sama Mgławica Krabowa została po raz pierwszy zaobserwowana w 1731 r. przez Jana Bevisa. Mgławica została odkryta ponownie niezależnie w 1758 r. przez Charlesa Messiera, gdy obserwował jasną kometę. Messier skatalogował ją jako pierwszy zapis w swoim katalogu obiektów przypominających komety. Hrabia Rosse obserwował mgławicę na zamku Birr w 1848 roku i nazwał ją mgławicą krabową, ponieważ rysunek, który z niej wykonał, wyglądał jak krab.

Na początku XX wieku analiza wczesnych zdjęć mgławicy wykonanych w kilkuletnim odstępie czasu wykazała, że się ona rozrastała. Prześledzenie wstecznej ekspansji ujawniło, że mgławica musiała stać się widoczna na Ziemi około 900 lat temu. Zapisy historyczne ujawniły, że w 1054 r. chińscy astronomowie zarejestrowali w tej samej części nieba nową gwiazdę wystarczająco jasną, aby można ją było zobaczyć w ciągu dnia. Biorąc pod uwagę jej dużą odległość, obserwowana przez Chińczyków dzienna "gwiazda gościnna" mogła być jedynie supernową - masywną, eksplodującą gwiazdą, która wyczerpała swoje zapasy energii z fuzji jądrowej i rozpadła się na samą siebie.

Najnowsza analiza zapisów historycznych wykazała, że supernowa, która stworzyła Mgławicę Krabową, pojawiła się prawdopodobnie w kwietniu lub na początku maja, osiągając do lipca maksymalną jasność pomiędzy pozorną wielkością -7 a -4,5 (jaśniejszą niż wszystko na nocnym niebie z wyjątkiem Księżyca). Supernowa była widoczna gołym okiem przez około dwa lata po pierwszej obserwacji. Dzięki zarejestrowanym obserwacjom dalekowschodnich i bliskowschodnich astronomów z 1054 r. Mgławica Krab stała się pierwszym obiektem astronomicznym uznanym za związany z wybuchem supernowej.

Odtwarzanie mediów Wideo o Mgławicy Krabowej autorstwa NASA
Odtwarzanie mediów Wideo o Mgławicy Krabowej autorstwa NASA

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest Mgławica Krab?

O: Mgławica Krab to pozostałość po supernowej i "mgławica wiatru pulsarowego" w gwiazdozbiorze Taurusa. Po raz pierwszy została zaobserwowana przez Johna Bevisa w 1731 roku i odpowiada jasnej supernowej odnotowanej przez chińskich i islamskich astronomów w 1054 roku.

P: Jak daleko od Ziemi znajduje się Mgławica Krab?

O: Mgławica Krab znajduje się w odległości około 6500 lat świetlnych (2 kpc) od Ziemi.

P: Co znajduje się w centrum mgławicy?

O: W centrum mgławicy znajduje się pulsar Krab, gwiazda neutronowa, która emituje impulsy promieniowania od błysków gamma po fale radiowe z prędkością obrotową 30,2 razy na sekundę.

P: Kto nadał mu nazwę?

O: Astronom William Parsons nadał jej obecną nazwę w 1840 roku.

P: Do jakiej części naszej galaktyki należy?

O: Mgławica Krab należy do Ramienia Perseusza naszej Galaktyki Drogi Mlecznej.

P: Jak szybko się rozszerza?

O: Mgławica rozszerza się w tempie około 1 500 kilometrów na sekundę.

P: W jaki sposób naukowcy wykorzystali obserwacje tego obiektu do celów badawczych?

O: Naukowcy wykorzystali obserwacje z tego obiektu do sporządzenia mapy korony słonecznej, zmierzenia grubości atmosfery księżyca Saturna Tytana i zbadania ciał niebieskich znajdujących się pomiędzy nim a nami.

Powiązane artykuły

Autor

AlegsaOnline.com Mgławica Kraba (M1) — pozostałość supernowej w Byku

URL: https://pl.alegsaonline.com/art/23905

Udostępnij

Źródła