Космический телескоп «Хаббл» возвращается к Крабовидной туманности, чтобы проследить за ее расширением за 25 лет

Почти тысячу лет назад астрономы стали свидетелями появления на небе новой яркой звезды — сверхновой, которая была настолько яркой, что ее можно было наблюдать при дневном свете в течение нескольких недель. Сегодня ее расширяющийся остаток, Крабовидная туманность, продолжает формироваться на расстоянии 6500 световых лет от нас. Впервые туманность была упомянута в исторических источниках Эдвином Хабблом. С тех пор она была тщательно изучена космическим телескопом «Хаббл» НАСА и ЕКА, который вновь обратился к этому древнему взрыву, чтобы проследить за его продолжающимся расширением и трансформацией.

Спустя четверть века после первых наблюдений Крабовидной туманности космический телескоп «Хаббл» по-новому взглянул на остаток сверхновой. Крабовидная туманность — это остаток сверхновой SN 1054, расположенной в 6500 световых годах от Земли в созвездии Тельца.

В результате мы получили беспрецедентно детальное изображение последствий взрыва сверхновой и того, как они менялись на протяжении долгой жизни «Хаббла».

Остаток сверхновой был обнаружен в середине XVIII века, а в 1950-х годах Эдвин Хаббл был одним из нескольких астрономов, которые отметили тесную связь между китайскими астрономическими записями о сверхновой и положением Крабовидной туманности. Открытие того факта, что в центре Крабовидной туманности находится пульсар — быстро вращающаяся нейтронная звезда, — которая и обеспечивала расширение туманности, наконец позволило сопоставить современные наблюдения с древними записями.

На новом снимке туманности «Хаббл» запечатлел мельчайшие детали ее нитевидной структуры, а также значительное смещение этих нитей за 25 лет со скоростью 5,5 миллиона километров в час. «Хаббл» — единственный телескоп, сочетающий в себе долговечность и разрешение, позволяющее запечатлеть такие детальные изменения.

Для лучшего сравнения с новым снимком было повторно обработано изображение Крабовидной туманности, полученное «Хабблом» в 1999 году. Различия в оттенках на обоих снимках «Хаббла» указывают на сочетание изменений локальной температуры и плотности газа, а также его химического состава.

Научная группа отметила, что нити по периферии туманности двигались быстрее, чем в центре, и что вместо того, чтобы растягиваться со временем, они просто смещались наружу. Это связано с тем, что Крабовидная туманность — это туманность пульсарного ветра, питаемая синхротронным излучением, которое возникает в результате взаимодействия магнитного поля пульсара с веществом туманности. В других известных остатках сверхновых расширение происходит за счет ударных волн от первоначального взрыва, разрушающих окружающие оболочки из газа, которые ранее сбросила умирающая звезда.

Новые наблюдения «Хаббла» с более высоким разрешением также позволяют лучше понять трехмерную структуру Крабовидной туманности, которую сложно определить по двухмерному изображению. На дымке синхротронного излучения внутри туманности видны тени некоторых нитей. Как ни странно, некоторые из самых ярких нитей на последних снимках «Хаббла» не отбрасывают теней, что указывает на то, что они находятся на дальней стороне туманности.

По мнению научной группы, настоящая ценность наблюдений Крабовидной туманности с помощью «Хаббла» еще впереди. Данные «Хаббла» можно сопоставить с недавними данными других телескопов, которые наблюдают Крабовидную туманность в разных диапазонах света. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА/ЕКА/Канадского агентства по исследованию космоса опубликовал результаты наблюдений Крабовидной туманности в инфракрасном диапазоне в 2024 году. Сравнение снимка, сделанного «Хабблом», с другими современными многоволновыми наблюдениями поможет ученым составить более полное представление о последствиях взрыва сверхновой спустя столетия после того, как астрономы впервые обратили внимание на новую маленькую звездочку, мерцающую в небе.

На изображении:

Космический телескоп «Хаббл» НАСА и Европейского космического агентства запечатлел мельчайшие детали Крабовидной туманности с помощью широкоугольной камеры 3. Цвета на изображении показывают, как «Хаббл» фиксирует кислород и серу в туманности с разной плотностью и энергией. Синие области — самые горячие и наименее плотные. На изображении не так много зеленого цвета, который указывает на плотный нейтральный кислород, но довольно много желтого, который появляется там, где зеленый и красный цвета, обозначающие заряженную серу, расположены близко друг к другу и имеют одинаковую яркость.

Белая дымка в центральной части — это синхротронное излучение, возникающее в результате взаимодействия магнитного поля центрального пульсара с туманным веществом Крабовидной туманности. Это излучение нагревает окружающие нити, заставляя их светиться. Синхротронное излучение также способствует продолжающемуся расширению туманности, что отличает Крабовидную туманность от других известных молодых остатков сверхновых. Крабовидная туманность — ближайший к Земле остаток сверхновой такого типа, что делает ее бесценным объектом для астрономов, использующих телескоп «Хаббл» для изучения ее эволюции с беспрецедентной детализацией.