Телескоп James Webb разгадывает тайну рождения Крабовидной туманности

Крабовидная туманность — остаток сверхновой, имеющий необычные свойства. Ученые применили космический телескоп James Webb, чтобы уточнить ее химический состав и узнать, как она образовалась.

Крабовидная туманность
Крабовидная туманность. Источник: ESA / Hubble Information Centre

Как образовалась Крабовидная туманность

Группа ученых использовала космический телескоп James Webb для исследования состава и происхождения Крабовидной туманности. Этот необычный остаток сверхновой находится на расстоянии 6500 св. лет от нас в направлении созвездия Тельца. Когда-то здесь существовала гигантская звезда, которая исчерпала свое термоядерное топливо и взорвалась.

В 1054 году свет от этой вспышки достиг Земли. Его можно было увидеть даже днем. Однако через несколько месяцев все исчезло. А через несколько веков на этом месте увидели значительно более слабый объект — Крабовидную туманность. Она представляет собой облако газа, быстро расширяющееся в пространстве. В ее центре находится ядро погибшей звезды, превратившееся в нейтронную звезду.

При этом Крабовидная туманность — достаточно необычный остаток сверхновой. Слабая энергия взрыва и состав современного облака навели ученых на мысль, что в этом случае мы имеем дело со сверхновой с захватом электронов. Они образуются с относительно легким ядром, состоящим из неона, кислорода и магния, что достаточно сильно отличается от классических случаев, когда в центре накапливаются железо и никель.

Если Крабовидная туманность действительно образовалась таким образом, то звезда, из которой она возникла, должна была иметь массу от 8 до 10 солнечных. То есть представлять собой нечто среднее между теми светилами, которые взрываются как сверхновые, и теми, что превращаются сначала в красный гигант, а затем — в белый карлик.

Сомнения в правильности теории

Правда, в последние годы ученые все больше сомневаются в том, что Крабовидная туманность образовалась в результате вспышки сверхновой с захватом электронов. Они больше узнали о вспышках звезд с железным ядром и пришли к выводу, что они тоже могут порождать взрывы малой мощности.

Да и химический состав туманности вызывает много вопросов. Последний раз его серьезно исследовали в конце 1980-х — начале 1990-х годов, и он показал повышенное соотношение железа к никелю. Это как раз характерно для сверхновых с захватом электронов.

В новом исследовании были использованы данные, полученные с инфракрасных камер MIRI и NIRCam, установленных на космическом телескопе James Webb. С их помощью было проведено исследование двух небольших областей внутри туманности, где должен был находиться материал из ядра погибшей звезды.

Результаты исследований

Эти исследования показали, что внутри Крабовидной туманности действительно присутствует повышенное содержание железа относительно никеля. Однако его показатель значительно ниже, чем считалось до сих пор. Это вполне допускает возможность, что Крабовидная туманность действительно образовалась в результате классической вспышки сверхновой с железным ядром.

Кроме того, астрономы провели исследование Крабовидной туманности в целом. Они исследовали характер синхротронного излучения, вызванного пылью в ее окружении. Ученые узнали, что ее там очень много. Причем самой теплой она является именно во внешних волокнах, а не во внутренних. Также они составили карту распределения пыли.

По материалам phys.org