Krabo migla (M1, NGC 1952) – supernovos liekana su Krabo pulsaru
Krabo migla (M1) — įspūdinga supernovos liekana su galingu Krabo pulsaru: istorinis SN1054 palikimas, spindulių pliūpsniai ir tyrimai nuo radijo iki gama spektrų.
Krabo migla (katalogo žymenys M1, NGC 1952, Taurus A) – supernovos liekana ir "pulsaro vėjo migla" Tauro žvaigždyne. Šią miglą 1731 m. pastebėjo Džonas Bevisas (John Bevis); ji atitinka ryškią supernovą, kurią 1054 m. užfiksavo kinų ir islamo astronomai. XIX a. viduryje astronomas Viljamas Parsonsas (Lordas Rosse) suteikė jai dabartinį pavadinimą „Krabas“. Krabo migla yra vienas geriausiai ištyrinėtų ir dažnai stebimų supernovos liekanų objektų.
Vieta, dydis ir judėjimas
Ši migla nuo Žemės nutolusi per maždaug 6500 šviesmečių (2 kpc). Jos skersmuo – apie 11 ly (3,4 pc), o ji plečiasi maždaug 1 500 km per sekundę greičiu vidutiniškai. Stebėjimai parodė, kad viršutinės plazmos struktūros gali judėti ir gerokai greičiau, o kai kurie artimi pulsarui „raizginiai“ (wisps) išsiskiria reliatyvistiniu greičiu. Krabo migla priklauso Pieno kelio galaktikos Persėjo peties segmentui.
Krabo pulsaras
Miglos centre yra Krabo pulsaras – apie 28–30 km skersmens neutroninė žvaigždė, kuri suktis labai sparčiai. Jis sukasi maždaug 30,2 karto per sekundę, t. y. jo periodas yra apie 33,1 ms, ir todėl nuolatos skleidžia spinduliuotės impulsus – nuo aukštos energijos gama spindulių pliūpsnių iki radijo bangų. Pulsaras paverčia savo sukimosi energiją į aukštos energijos dalelių vėją ir spinduliuotę; šis mechanizmas maitina visą „pulsaro vėjo miglą“.
Emisija ir struktūra
Krabo migla skleidžia spinduliuotę visame elektromagnetinio spektro diapazone: radijo, infraraudoną, optinę, ultravioletinę, rentgeno ir gama spindulius. Daugiausia šviesos sudaro sinchrotroninė emisija – greitai judančių elektronų ir pozitronų sąveika su magnetiniu laukų. Miglos struktūra yra sudėtinga: yra plonų jonizuotų dujų siūlų (filamentų), vidaus torusų ir dviejų priešingų jonų/elektronų srovių (jetai), taip pat greitai kintančių „wisps“ zonų aplink pulsarą.
Filamentai daugiausia sudaryti iš jonizuotų dujų (H, He, O, S ir kt.) ir aptinkami tiek optiniame, tiek rentgeno diapazone. Miglos magnetinis laukas ir dalelių vėjas sukuria terminacijos smūgį (termination shock), kur žemos energijos srautas konvertuojamas į aukštos energijos spinduliuotę.
Istorija ir reikšmė stebėjimams
Krabo migla buvo pirmasis astronominis objektas, sujungtas su istoriniu supernovos sprogimu, todėl suteikia vertingą ryšį tarp stebimos supernovos ir jos likučio dabar. Senovės įrašai apie 1054 m. sprogimą rodo, kad jis buvo labai ryškus – matomas net dienos metu keletą savaičių. M1 taip pat buvo pirmasis įtrauktas į Karolio Messier katalogą (1758 m.), todėl žinomas kaip Messier 1.
Migla naudojama kaip „laboratorija“ daugybei fizikinių procesų tyrinėti: iš jos gaunama informacija apie branduolinių sprogimų mechaniką, dalelių akceleraciją, magnetinius laukus ir neutroninių žvaigždžių elgseną. Dėl stiprios ir stabilių komponentų spinduliuotės Krabas dažnai tarnauja kaip kalibracijos šaltinis astronominiams instrumentams – ypač rentgeno ir gama diapazone.
Pavyzdžiai praktinių panaudojimų
- XX a. šeštajame ir septintajame dešimtmetyje Saulės vainikas buvo kartografuotas stebint pro jį sklindančias Krabo radijo bangas – tokiu būdu tirti Saulės koronos plazmines savybes.
- 2003 m. buvo išmatuotas Saturno mėnulio Titano atmosferos storis, nes ji blokavo migla sklindančius rentgeno spindulius per retą užtemimą; tokie stebėjimai padėjo geriau suprasti Titano atmosferos tankį ir sudėtį.
Sudėtis ir kilmė
Krabo migla susidarė po masyvios žvaigždės sprogimo (supernovos) ir apima tiek išmestos pradinės žvaigždės medžiagos, tiek iš pulsuojančios neutroninės žvaigždės atiduotą energiją. Analizės parodė sunkesniųjų elementų (pvz., deguonies, anglies, sieros) buvimą filamentuose, o taip pat aptinkama dulkių dalelių. Visos šios dalys suteikia informaciją apie žvaigždės evoliuciją ir sprogimo jėgą.
Išvados
Krabo migla – ne tik gražus ir išsamiai tyrinėtas dangaus objektas, bet ir svarbus „bandymų poligonas“ astrofizikai: ji padeda suprasti dalelių akceleraciją, magnetinius laukus, supernovos mechaniką ir neutroninių žvaigždžių savybes. Intensyvūs daugiaspektriai stebėjimai (nuo radijo iki gama spindulių) ir toliau atskleis naujus šios miglos aspektus bei leis tikslinti jos kilmės ir evoliucijos modelius.
Energijos lygiai
Ankstesnė analizė parodė, kad Krabas, kurio rentgeno ir gama spindulių energija viršija 30 keV, yra stipriausias nuolatinis šaltinis danguje. Buvo žinoma, kad jo srautas (spinduliuojama energija) viršija 1012 eV.
Tačiau naujausi darbai parodė, kad energijos lygis yra daug didesnis, nei manyta anksčiau. Mokslininkai aptiko daugiau nei 100 GeV (gigaelektronvoltų) spinduliuotę - 100 milijardų kartų energingesnę už regimąją šviesą.
Kilmė
Krabo migla susiformavo kartu su ryškia supernova SN 1054, kurią kinų astronomai užfiksavo 1054 m. po Kristaus. Pačią Krabo miglą pirmą kartą 1731 m. pastebėjo Džonas Bevisas. Šarlis Mesjė (Charles Messier), stebėdamas ryškią kometą, 1758 m. iš naujo ją atrado nepriklausomai. Messier ją įtraukė į savo į kometas panašių objektų katalogą kaip pirmąjį įrašą. Grafas Rosse'as 1848 m. stebėjo šią miglavietę Birro pilyje ir pavadino objektą Krabo migla, nes jo nupieštas jos piešinys buvo panašus į krabą.
XX a. pradžioje, išanalizavus ankstyvąsias miglainės nuotraukas, darytas su kelerių metų skirtumu, paaiškėjo, kad ji plečiasi. Atsekus plėtimąsi atgal, paaiškėjo, kad migla turėjo tapti matoma Žemėje maždaug prieš 900 metų. Istoriniai įrašai atskleidė, kad 1054 m. kinų astronomai toje pačioje dangaus dalyje užfiksavo naują žvaigždę, pakankamai ryškią, kad būtų matoma dieną. Atsižvelgiant į didelį atstumą, kinų stebėta dieninė "žvaigždė viešnia" galėjo būti tik supernova - masyvi, sprogusi žvaigždė, išsekusi branduolinės sintezės energijos atsargas ir sugriuvusi į save.
Neseniai atlikta istorinių duomenų analizė parodė, kad Krabo miglą sukūrusi supernova greičiausiai pasirodė balandžio arba gegužės pradžioje, o iki liepos mėnesio pasiekė didžiausią ryškumą - nuo -7 iki -4,5 magnitudės (ryškesnė už viską naktiniame danguje, išskyrus Mėnulį). Supernova buvo matoma plika akimi maždaug dvejus metus po pirmojo stebėjimo. Dėl 1054 m. užfiksuotų Tolimųjų ir Vidurio Rytų astronomų stebėjimų Krabo migla tapo pirmuoju astronominiu objektu, pripažintu kaip susijusiu su supernovos sprogimu.
Žiniasklaida Krabo migla - NASA vaizdo įrašas
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra Krabų migla?
A: Krabo migla yra supernovos liekana ir "pulsaro vėjo migla" Tauro žvaigždyne. Pirmą kartą ją 1731 m. pastebėjo Džonas Bevisas (John Bevis) ir ji atitinka ryškią supernovą, kurią 1054 m. užfiksavo kinų ir islamo astronomai.
Klausimas: Kaip toli nuo Žemės yra Krabo migla?
A: Krabo migla yra maždaug už 6500 šviesmečių (2 kpc) nuo Žemės.
K: Kas yra migliados centre?
A: Migliadangės centre yra Krabo pulsaras - neutroninė žvaigždė, kuri 30,2 karto per sekundę sukasi 30,2 karto per sekundę greičiu ir skleidžia spinduliuotės impulsus nuo gama spindulių pliūpsnių iki radijo bangų.
Klausimas: Kas davė jai pavadinimą?
A: Astronomas Viljamas Parsonsas 1840 m. davė dabartinį pavadinimą.
K: Kokiai mūsų galaktikos daliai ji priklauso?
A: Krabo migla priklauso mūsų Pieno kelio galaktikos Persėjo rankovei.
K: Kaip greitai ji plečiasi?
Atsakymas: Migla plečiasi maždaug 1 500 kilometrų per sekundę greičiu.
K: Kokiais būdais mokslininkai naudojo šio objekto stebėjimus tyrimų tikslais?
A: Mokslininkai šio objekto stebėjimus naudojo sudarydami Saulės vainiko žemėlapį, matuodami Saturno mėnulio Titano atmosferos storį ir tyrinėdami dangaus kūnus, esančius tarp Saulės ir mūsų.
Ieškoti