Клешня Науки
Крабовидная туманность (NGC 1952) - это расширяющийся (со скоростью 1,3 тысячи километров в секунду) остаток взрыва сверхновой звезды, поперечник которого составляет шесть световых лет. Японские, китайские и арабские астрономы оставили упоминания об этом удивительном событии (яркой и близкой вспышке - звезде-гостье) произошедшем почти тысячу лет назад, в 1054 году, в созвездии Тельца (светимость этой сверхновой равнялась примерно 500 миллионам солнц). Первоначально звезда была видна даже днем подобно Венере, но через 23 дня она уже померкла и перестала быть видимой в дневное время, а примерно через год совершенно пропала. Уже в XVIII веке французский астроном Шарль Мессье обратил внимание на необычный вид туманности, на самом деле оставшейся на месте этой погибшей звезды, и даже присвоил ей в своем каталоге туманностей и звездных скоплений самый первый номер (M1). Наблюдать эту туманность можно в самый простой школьный телескоп (9-я звездная величина).
Вышеприведенное комбинированное изображение было составлено путем объединения 24 отдельных снимков, полученных с помощью широкоугольной камеры WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera) космического телескопа NASA / ESA "Хаббл" (Hubble) в октябре 1999 года, а также январе и декабре 2000 года. Это одно из крупнейших изображений, полученных "Хабблом", и вместе с тем самая детальная из всех фотографий полной Крабовидной туманности. Туманность имеет волокнистую структуру и по внешнему виду напоминает клешню краба - отсюда и название. Расстояние до нее составляет 6,5 тысячи световых лет.
"Изодранные нити", оставшиеся от звезды, состоят главным образом из водорода. Разные цвета указывают на наличие различных элементов, которые были исторгнуты во время взрыва. Синий - это индикатор нейтрального кислорода, зеленый - однократно ионизированные атомы серы, красный - это эмиссия от дважды ионизированного кислорода.
Пульсар - быстро вращающаяся нейтронная звезда, сжавшееся ультраплотное ядро взорванной звезды, что затаилось в центре туманности, - работает в качестве своего рода "динамо-машины", снабжая энергией жутковатый мир внутренностей этой туманности, исходящей синеватым жаром. Синий свет порождается релятивистскими электронами, движущимися с околосветовой скоростью в переплетении магнитных полей нейтронной звезды (это так называемое синхротронное излучение). А вращающийся пульсар, действующий наподобие какого-нибудь космического маяка, исторгает парные пучки радиации, пульсируя таким образом около 30 раз в секунду.
В истории развития наук о космосе Крабовидная туманность сыграла самую выдающуюся роль. Ни один другой космический объект не стимулировал так появление новых идей и методов экспериментальной и теоретической астрофизики, как эта удивительная туманность. Именно Крабовидная туманность стала первым источником космического радиоизлучения, отождествленным с галактическим объектом, первым отождествленным космическим источником рентгеновского излучения... У нее также впервые удалось обнаружить оптическое синхротронное излучение и его поляризацию. В Крабовидной туманности найден пульсар, у которого впервые было зафиксировано оптическое, рентгеновское и гамма-излучение (единственный из пульсаров, видимый в оптическом диапазоне), благодаря чему удалось лучше обосновать теорию эволюции звезд и выявить условия, при которых звездная история завершается стадией нейтронной звезды. На примере Крабовидной туманности впервые была понята роль релятивистских частиц и нейтронной звезды в развитии остатков вспышек сверхновых. Да и теперь Крабовидная туманность продолжает привлекать внимание специалистов, считающих ее уникальной космической лабораторией, которая помогает раскрывать другие космические тайны...
Источники:
A Giant Hubble Mosaic of the Crab Nebula - HubbleSite - Press Release Images
Most detailed image of the Crab Nebula - The European Homepage For The NASA-ESA Hubble Space Telescope - News Archive
Ссылки:
Крабовидная туманность - "Физика космоса", М.: 1986
Крабовидная туманность - М1 - "Астрогалактика"
Справка
Нейтронные звезды
- очень компактные и плотные объекты с массами около полутора солнечных и радиусом порядка 10 километров. Плотность в центре такой "звезды" в несколько раз превышает ядерную. В основном нейтронные звезды состоят из вырожденных нейтронов с малой примесью вырожденных протонов и электронов и только самые внешние слои - твердая кора - содержат железо с примесью Cr, Ni, Co. Гидростатическое равновесие в них поддерживается давлением вырожденного нейтронного газа. Образование нейтронных звезд происходит в процессе гравитационного коллапса на конечных стадиях эволюции достаточно массивных звезд (в несколько раз превышающих массу Солнца). Большинство известных на сегодня нейтронных звезд являются пульсарами (обнаружены в 1967 году).
Статьи по теме
Жизнь после смерти на небесах
На снимке, полученном с помощью космической обсерватории "Чандра", работающей в рентгеновском диапазоне, запечатлен своеобразный космический "обряд похорон" - то есть превращение сверхновой в остаток сверхновой - процесс, который никогда еще не наблюдался в таких деталях.
Земля сможет пережить гибель Солнца?
Новые данные указывают на то, что астероиды, пылевые диски и даже, возможно, останки планет могут еще долго кружить вокруг так называемых белых карликов - то есть по сути мертвых звезд, которые уже прошли свою последнюю "живую" стадию в виде красного гиганта.
Раскрыт секрет образования планетарных туманностей
Звезды, подобные нашему Солнцу, в конце своей жизни сбрасывают расширяющиеся газовые оболочки, образуя при этом планетарные туманности. Несмотря на сферически-симметричную родительскую звезду, примерно 80% этих примечательных образований формируются с нарушением сферической симметрии. Это давнее и таинственное обстоятельство получило свое объяснение после открытия германских астрофизиков.
Фантастические скульптуры в Туманности Кошачий Глаз
На детальном снимке, полученном с помощью космического телескопа "Хаббл", Туманность Кошачий Глаз напоминает всепроникающее демоническое око злого волшебника Саурона из кинофильма, снятого по знаменитой книге Толкиена "Властелин колец". Видны одиннадцать или даже большее количество концентрических колец, иначе говоря, оболочек вокруг Кошачьего Глаза.
Самая молодая планетарная туманность
На снимке, полученном с помощью космического телескопа "Хаббл", запечатлена так называемая Туманность Ската, самая молодая из всех известных на сегодняшний день планетарных туманностей. Еще двадцать пять лет назад на этом месте не было ничего примечательного, поскольку газ, который окутывает погибающую звезду, заключенную в самом центре туманности, еще не был достаточно горяч, чтобы светиться в оптическом диапазоне.
"Спитцер" разглядел таинственное кольцо внутри туманности
Снимки в инфракрасном диапазоне, полученные с помощью нового космического телескопа "Спитцер", направленного в сторону планетарной туманности NGC 246, продемонстрировали то, чего не удавалось разглядеть никогда прежде: комковатое кольцо из вещества, выброшенного погибающей звездой. Состав этого чудовищного "пончика" и история его формирования пока представляют собой тайну, однако ученые надеются вскоре ее разгадать.
Смертельный супергорячий мотылек-однодневка
Космический телескоп "Хаббл" сделал фотографию останков звезды солнечного типа, которая сбросила свою внешнюю оболочку, точно какая-то чудовищная "куколка", и теперь во всю ширь развернула свои переливчатые "крылья" гигантской космической "бабочки".
Хищная звездная птица - это всего лишь сдувшийся шарик
Международной группе американских и испанских астрономов удалось создать первую эффективную модель, объясняющую причудливую форму и восстанавливающую историю эволюции Туманности Совы, известной планетарной туманности из созвездия Большой Медведицы. Туманность расположена довольно близко от Земли - "всего лишь" в 2 тыс световых лет.
Туманность Карандаша: занавес театра смерти
Новое изображение так называемой "Туманности Карандаша" получено с помощью космического телескопа "Хаббл". Самое поразительное в этой картине - цвета и подробная структура туманности. Объект, вошедший в кадр, представляет собой всего лишь малую часть гигантского остатка давно взорвавшейся звезды. Приблизительно 11 тыс лет назад звезда, расположенная в те времена на месте этой туманности в южном созвездии Парус, внезапно вспыхнула, и в земных небесах какое-то время она сияла в 250 раз ярче Венеры.
Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара
До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.
Гигантский глаз - это ствол, направленный прямо на Землю
На одном из крупнейших и самых детальных изображений из когда-либо полученных астрономами запечатлена имеющая форму катушки Спиральная Туманность (иначе говоря, Туманность Улитки, NGG 7293). История появления этой фотографии необычна.
Самые красивые объекты во Вселенной окутаны тайной
Планетарные туманности - остатки звездных катастроф, - безусловно, относятся к красивейшим объектам во Вселенной, но они все еще окутаны тайнами, причем в буквальном смысле этого слова. Даже при том, что многие такие газо-пылевые туманности находятся в относительной близости от нас и подробно изучены, среди них встречаются те, что продолжают озадачивать астрономов.
Пыльная радуга в Туманности Яйца
Похожее на вид поверхности озера, которую колеблет слабый ветерок и освещают подводные огни, изображение Туманности Яйца, полученное "Хабблом", предлагает астрономам особый взгляд на обычно невидимые частицы пыли, пеленающие стареющую звезду.
Австралийский священник поймал необычную пришелицу
Сверхновая, вспыхнувшая в южном созвездии Сетки, представляет собой результат взрыва маленькой и очень плотной звезды размером с нашу Землю и массой порядка солнечной - белого карлика, входящего в состав бинарной системы.
"Быстрый" и мертвые
Картина взрыва гиперновых звезд существенно отличается от той, что возникала в воображении исследователей до того, как в космос был запущен уникальный ловец гамма-всплесков - спутник Swift.
Лебедь плюется и пузырится
Группе астрономов из Нидерландов и Великобритании удалось обнаружить гигантский "пузырь с реактивным двигателем", сформированный в газовой оболочке вокруг черной дыры, расположенной в нашей Галактике.
Раскрыта тайна самых раскрученных звезд
Новые наблюдения позволили получить ответ на вопрос о том, благодаря чему специфические космические объекты, называемые миллисекундными пульсарами, так здорово раскручиваются.
Суперускорительный южный танец
Астрономы обнаружили двойную звездную систему, состоящую из голубого гиганта и пульсара, которые в паре работают как мощнейший естественный ускоритель частиц, превращая обычные фотоны в фотоны сверхвысоких энергий.
Тайна ближайшего взрыва сверхновой
Прародитель сверхновой звезды SN 1987A весил в 20 раз больше нашего Солнца, таким образом он оказывался прямо на "разделительной линии", оставляя астрономов в неведении относительно того, какого именно типа компактный объект должен появиться в результате этого катаклизма.
Найден мощнейший источник гравитационных волн
Удалось найти свидетельство того, что два белых карлика облетают друг друга по столь тесной орбите, что вот-вот сольются, устроив космический катаклизм. О J0806 говорят как о главном кандидате для экспериментов, целью которых будет непосредственное обнаружение еле уловимой "ряби", что сотрясает пространство-время.
Планетам нужна суровая хозяйка
Ученые выяснили, что для молодых солнц характерны гигантские вспышки, которые затмевают - и в смысле энергозатрат, и в смысле размеров, и в смысле частоты появления - что-либо, виденное на нашем Солнце сегодня.
Удалось увидеть мост между звездами
Впервые удалось получить изображение в рентгеновских лучах пары взаимодействующих звезд - красного гиганта и белого карлика - и найти свидетельства того, что между этими звездами действительно выстраивается своеобразный струящийся "мост" из раскаленной материи.
Призрачный остаток сверхновой
Хотя многие взрывающиеся сверхновые оставляют после себя яркие красивые светящиеся туманности, другие этого почему-то не делают. До исследований "Чандры" считалось, что остаток звезды G21.5-0.9 не обладал такими оболочками.
Впервые удалось отыскать место рождения бродячего микроквазара
Впервые удалось проследить путь по Галактике и найти место рождения так называемого микроквазара - пары объектов, обращающихся вокруг общего центра масс, один из которых является компактным остатком взрыва сверхновой - нейтронной звездой или черной дырой. Ученые пришли к выводу, что бинарная система LSI +61 303 сформировалась когда-то в звездном скоплении IC 1805 и была вышвырнута из него примерно 1,7 миллиона лет назад.
Найдена самая массивная двойная звездная система
Приблизительно в 20 тысячах световых лет от Земли найдены две сверхмассивные звезды, которые схватились друг с другом в длительном спарринге, подобно двум тяжеловесным борцам сумо. Они обращаются вокруг общего центра масс с периодом в 3,7 дня, почти касаясь друг друга, поэтому ни о каком спокойствии в этом районе Вселенной и речи быть не может - постоянно высвобождаемая при их взаимодействии энергия дает начало горячим и мощным звездным ветрам.
"Интеграл" нашел новый класс астрономических объектов
Речь идет о бинарных звездных системах, составной частью которых является черная дыра или нейтронная звезда, заключенных в плотный кокон из холодного газа. Из-за подобного кокона эти объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, однако "Интеграл" как раз и был задуман так, чтобы изучать подобные скрытые высокоэнергетичные явления во Вселенной, выдающие себя только посредством потоков гамма-излучения (недаром его окрестили "охотником за черными дырами").
Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп
Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.
Пульсар 3C58 прохлаждается и расставляет сети
Изучение молодого пульсара 3C58 с помощью космической рентгеновской обсерватории NASA "Чандра" позволило зафиксировать аномально быстрое охлаждение этого объекта. Полученные данные позволяют предположить, что плотность вещества пульсара на самом деле гораздо выше той, что следует из общепринятых теорий.
Обнаружен первый двойной пульсар
Самый первый двойной пульсар был обнаружен международной командой астрономов из Великобритании, Австралии, Италии и США. Открытие позволит провести более точную проверку истинности Общей теории относительности, а также впервые изучить магнитосферу пульсара.
Найден самый горячий белый карлик с только что погасшей "ядерной печью"
Международная группа астрономов, занимавшаяся изучением останков звезд, когда-то представлявших собой подобие нашего собственного Солнца, нашла весьма примечательный квазизвездный объект, обозначаемый как H1504+65. Это самый горячий из всех известных нам белых карликов, в котором только-только погас его "ядерный реактор", на протяжении многих миллиардов лет исправно снабжавший энергией звезду и окружающее ее пространство.
Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике
Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.
Кокон вокруг миллисекундного пульсара Черная Вдова
Изображение таинственного пульсара Черная Вдова, полученное "Чандрой", позволило разглядеть удлиненный "кокон" из высокоэнергетических частиц вокруг этого объекта. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой даже относительно слабо намагниченные старые нейтронные звезды могут производить мощные электромагнитные поля и ускорять частицы до высоких энергий, если они вращаются достаточно быстро.
Черной дырой стать не так-то просто
Одна из сверхмассивных звезд, превосходящая по массе наше собственное Солнце примерно в 40 раз, вместо черной дыры сформировала "всего лишь" нейтронную звезду. Это открытие показывает, что образование собственно черных дыр связано с процессами более редкими и сложными, чем считалось до сих пор.
Солнечные бури защищают астронавтов
Повышенная солнечная активность на самом деле только сыграла на руку нашим космическим посланцам: бури на Солнце привели к тому, что на борту МКС уровень радиации заметно снизился.
Новый кандидат в ускорители космических лучей
Удалось разглядеть загадочную обширную петлеобразную структуру поперечником 20 световых лет, которая расположена возле самой компактной области звездообразования в нашей Галактике.
Наука-2004: марсоходы, хоббиты, пульсары, конденсат из фермионов...
Традиционный перечень журнала Science включает десятку наиболее ярких достижений науки уходящего года. Первое место в новом рейтинге заняли итоги исследования марсианской поверхности с помощью бортовой аппаратуры американских марсоходов-роверов Spirit и Opportunity, а также европейской орбитальной станции Mars Express.
Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе
Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.
Разрешена одна из загадок космических лучей
Казалось бы, в одной-единственной цифре не может быть ничего выдающегося, однако это позволило не только разрешить споры о месте рождения пульсара и определить размер его нейтронной звезды (а стало быть, уточнить физическую модель этого объекта), но и, возможно, открыть одну из важнейших тайн космических лучей.