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美国宇航局韦伯望远镜看到的蟹状星云

  

  

  美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜凝视着蟹状星云,这是一个位于6500光年外金牛座的超新星遗迹。自从11世纪的天文学家在公元1054年记录下这一充满活力的事件以来,蟹状星云一直吸引着人们的关注和更多的研究,因为科学家们试图通过对蟹状星云(一个相对较近的例子)的深入研究来了解超新星的条件、行为和后果。

  利用韦伯的NIRCam(近红外相机)和MIRI(中红外仪器),普林斯顿大学的Tea Temim领导的一个团队正在寻找蟹状星云起源的答案。

  “韦伯的灵敏度和空间分辨率使我们能够准确地确定喷出物质的组成,特别是铁和镍的含量,这可能会揭示出哪种类型的爆炸产生了蟹状星云,”Temim解释说。

  乍一看,超新星遗迹的大致形状与2005年美国宇航局哈勃太空望远镜发布的光学波长图像相似:在韦伯的红外观测中,一个蓬松的气体细丝的脆笼状结构显示为红橙色。然而,在中心区域,来自尘埃颗粒的辐射(黄白色和绿色)被韦伯首次绘制出来。

  蟹状星云内部运作的其他方面变得更加突出,在韦伯拍摄的红外光中可以看到更多的细节。韦伯特别强调了所谓的同步辐射:由带电粒子(如电子)以相对论速度绕磁力线运动产生的辐射。辐射以乳白色烟雾状物质的形式出现在蟹状星云的大部分内部。

  这个特征是星云脉冲星的产物,脉冲星是一颗快速旋转的中子星。脉冲星的强磁场将粒子加速到极高的速度,并使它们绕着磁力线旋转时发出辐射。虽然通过电磁波谱发射,但同步辐射可以用韦伯的NIRCam仪器看到前所未有的细节。

  要定位蟹状星云的脉冲星心脏,可以沿着中间的环状波纹状图案追踪到中心明亮的白点。在离核心更远的地方,沿着薄薄的白色辐射带走。弯曲的漩涡紧密地聚集在一起,勾勒出脉冲星磁场的结构,它塑造了星云的形状。

  在中间的左边和右边,白色物质从丝状尘埃笼的边缘急剧向内弯曲,并朝着中子星的位置移动,就好像星云的腰部被挤压了一样。这种突然的变薄可能是由于超新星风的膨胀受到密集气体带的限制。

  脉冲星心脏产生的风继续以快速的速度向外推动气体和尘埃的外壳。在残骸的内部,黄白色和绿色斑驳的细丝形成了大型环状结构,代表了尘埃颗粒居住的区域。

  随着天文学家进一步分析韦伯望远镜的数据,并参考之前其他望远镜对蟹状星云残骸的观测,对蟹状星云过去的答案的探索仍在继续。科学家们将在明年左右从哈勃望远镜对超新星遗迹的重新成像中获得更新的数据。这将标志着哈勃望远镜20多年来首次观测到蟹状星云的发射线,并将使天文学家能够更准确地比较韦伯和哈勃望远镜的发现。

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