Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA εξέτασε το Νεφέλωμα του Καρκίνου (Crab Nebula), ένα απομεινάρι υπερκαινοφανούς αστέρα που βρίσκεται σε απόσταση 6.500 ετών φωτός στον αστερισμό του Ταύρου.
Από την καταγραφή της supernova το 1054 μ. Χ. από αστρονόμους του 11ου αιώνα, το νεφέλωμα του Καρκίνου συνεχίζει να προσελκύει την προσοχή και να μελετάται, καθώς οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τις συνθήκες, τη συμπεριφορά και τα επακόλουθα των υπερκαινοφανών μέσω της μελέτης του συγκεκριμένου νεφελώματος, που είναι ένα σχετικά κοντινό παράδειγμα.
Χρησιμοποιώντας τις κάμερες NIRCam (Near-Infrared Camera) και MIRI (Mid-Infrared Instrument) του Webb, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Tea Temim του Πανεπιστημίου Princeton αναζητά απαντήσεις σχετικά με την προέλευση του νεφελώματος του Καρκίνου. Η ευαισθησία των οργάνων του Webb τους επιτρέπουν να προσδιορίσουν με ακρίβεια τη σύνθεση του εκτοξευόμενου υλικού, ιδιαίτερα την περιεκτικότητα σε σίδηρο και νικέλιο, η οποία μπορεί να αποκαλύψει τι είδους έκρηξη παρήγαγε το νεφέλωμα του Καρκίνου.
Σύγκριση: Το Νεφέλωμα του Καρκίνου από το Webb και από το Hubble
Σύγκριση του νεφελώματος του Καρκίνουν όπως φαίνεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble σε οπτικό φως (αριστερά) και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb στο υπέρυθρο φως (δεξιά). Η σύγκριση αποκαλύπτει διαφορετικές λεπτομέρειες.
Στις υπέρυθρες εικόνες του Webb, η δομή του νεφελώματος, που θυμίζει ένα περίπλοκο κλουβί, αποκαλύπτεται σε έντονες κόκκινες-πορτοκαλί αποχρώσεις. Ειδικότερα, οι παρατηρήσεις του Webb εντοπίζουν κόκκους σκόνης (που απεικονίζονται με κίτρινο-λευκό και πράσινο χρώμα) στις κεντρικές περιοχές, μια αποκάλυψη πρωτοφανής σε σαφήνεια. Οι υπέρυθρες σαρώσεις του τηλεσκοπίου ρίχνουν επίσης φως στην ακτινοβολία σύγχροτρον, ένα φαινόμενο που προκύπτει από φορτισμένα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, που κινούνται με μεγάλες ταχύτητες κατά μήκος των γραμμών μαγνητικού πεδίου. Αυτή η ακτινοβολία, που μοιάζει με γαλακτώδη καπνό, διαπερνά το εσωτερικό του νεφελώματος και παρουσιάζεται με περίτεχνη λεπτομέρεια μέσω της NIRCam του Webb.
Αυτό το χαρακτηριστικό είναι προϊόν του πάλσαρ του νεφελώματος, ενός ταχέως περιστρεφόμενου αστέρα νετρονίων. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο του πάλσαρ επιταχύνει τα σωματίδια σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες και τα αναγκάζει να εκπέμπουν ακτινοβολία καθώς περιστρέφονται γύρω από τις γραμμές μαγνητικού πεδίου. Αν και εκπέμπεται σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, η ακτινοβολία φαίνεται με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια με το όργανο NIRCam του Webb.
Για να εντοπίσουν το πάλσαρ στην καρδιά από το Νεφέλωμα του Καρκίνου, οι παρατηρητές μπορούν να ακολουθήσουν το κυκλικό μοτίβο κυματισμών, που οδηγεί στη φωτεινή λευκή κουκκίδα στον πυρήνα. Οι αραχνοΰφαντοι σχηματισμοί σκιαγραφούν το μαγνητικό πεδίο του πάλσαρ, διαμορφώνοντας το νεφέλωμα.
Στην εικόνα από το James Webb γίνονται εμφανή διακριτά χαρακτηριστικά, όπως η στένωση της μέσης του νεφελώματος που οφείλεται στον περιορισμό του πυκνού αερίου. Ο άνεμος του πάλσαρ συνεχίζει να ωθεί αέριο και σκόνη προς τα έξω, σχηματίζοντας δομές που μοιάζουν με βρόχους μέσα στο νεφέλωμα, οι οποίες απεικονίζονται σε κίτρινο-λευκό και πράσινο χρώμα.
Η αναζήτηση για απαντήσεις σχετικά με το παρελθόν του Νεφελώματος του Καρκίνου συνεχίζεται καθώς οι αστρονόμοι αναλύουν περαιτέρω τα δεδομένα του Webb και συμβουλεύονται προηγούμενες παρατηρήσεις του υπολείμματος από άλλα τηλεσκόπια. Οι επιστήμονες θα έχουν νεότερα δεδομένα του Hubble για να τα εξετάσουν μέσα στο επόμενο έτος περίπου από την επανεικόνιση του υπολείμματος του υπερκαινοφανούς. Αυτό θα σηματοδοτήσει την πρώτη ματιά του Hubble στις γραμμές εκπομπής από το Νεφέλωμα του Καρκίνου εδώ και πάνω από 20 χρόνια και θα επιτρέψει στους αστρονόμους να συγκρίνουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα ευρήματα του Webb και του Hubble.
Video Tour
Πηγή εικόνων: : Hubble Image: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (Arizona State University); Webb Image: NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim (Princeton University).