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韦伯揭示蟹状星云前所未见细节

2023年11月13日7:13 未解之谜网

    天文学家以韦伯太空望远镜近红外相机(NIRCam)和中红外成像──光谱仪(MIRI)寻找蟹状星云起源的答案。蟹状星云是颗 II 型超新星残余物,位于金牛座,也称为 M1、NGC 1952 或 Taurus A,距离我们 6,500 光年,1731 年由英国天文学家、医生和电气研究员 John Bevis 首次发现,并可对应中国、日本、阿拉伯和美洲原住民 1054 年都有记录到的超新星爆发。

    研究员表示,韦伯灵敏度和空间解析度能准确确定喷出物质成分,尤其铁和镍含量,揭示产生蟹状星云的爆炸类型。乍看韦伯拍摄蟹状星云大致与2005年哈伯光学影像相似,但韦伯红外线观测,蓬松气态细丝的清晰笼状结构显示为橘红色,中心区域韦伯首次绘制出尘埃颗粒(黄白色和绿色)发射量,蟹状星云内运作方面更突出,韦伯拍摄的红外线光可看到更多细节。

    哈伯太空望远镜在可见光下(左)和詹姆斯韦伯太空望远镜红外光下(右)看到的蟹状星云。(Source:NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (Arizona State University); Webb Image: NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim (Princeton University))

    韦伯强调同步加速辐射,一种带电粒子(如电子)以相对论性速度围绕磁场线移动产生的发射。蟹状星云内大部分区域,辐射以乳白色烟雾状物质形式出现,特征是星云脉冲星产物,脉冲星是颗快速旋转的中子星,强磁场将粒子加速到极高速,围绕磁场线缠绕时发出辐射。虽然同步加速辐射是整个电磁频谱范围内发出,但透过韦伯NIRCam可看到前所未见的细节。

    研究员表示要找到蟹状星云脉冲星心脏的位置,可沿着中间环形波纹状缕线,追踪到中心亮白点。从核心向外延伸,沿着细细白色辐射带前进,弯曲缕线紧密聚集,勾勒出脉冲星磁场结构,塑造了星云。中心左侧和右侧,白色物质从丝状尘埃笼边缘急遽向内弯,并向中子星位置延伸,就像星云腰部受挤压,突然瘦身可能是因超新星风膨胀被致密气体带限制,脉冲星心脏产生的风继续推动气体和尘埃外壳快速膨胀。残骸内部,黄白色和绿色斑驳细丝形成大规模环状结构,代表尘埃颗粒所在区域。

    箭头指向蟹状星云的脉冲星,看起来像个亮点。(Source:NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim, Princeton University)

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