نگاه عمیق جیمزوب به سحابی خرچنگ

خبرگزاری علم و فناوری آنا - گروه پژوهش و دانش؛ مریم فخیمی: اگرچه سحابی خرچنگ یکی از بقایای ابرنواختری است که به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است، سوالاتی در مورد منشا و ماهیت انفجاری که آن را ایجاد کرده است هنوز بی پاسخ مانده است. تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا برای یافتن پاسخ این پرسش، بقایای ابرنواخترایجاد کننده این سحابی را بررسی می‌کند.

سحابی خرچنگ، از گذشته تا به امروز

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا تصویری جدید از سحابی خرچنگ که در فاصله ۶۵۰۰ سال نوری از ما در صورت فلکی ثور قرار دارد، ارائه کرده است. سحابی خرچنگ که بقایای یک ابرنواختر است، اولین بار در سال ۱۰۵۴ پس از میلاد توسط ستارهشناسان ثبت شد. این سحابی در دوران حاضر نیزمورد توجه اخترشناسان است، زیرا دانشمندان با مطالعه این سحابی به درک بهتری از شرایط، رفتار و اثرات پس از وقوع ابرنواختر‌ها دست میابند.

تیمی از پژوهشگران در دانشگاه پرینستون با استفاده از دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) و ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) تلسکوپ وب، در جستجوی منشا سحابی خرچنگ هستند. تی تمیم (Tea Temim)، رهبر تیم و محقق دانشگاه پرینستون توضیح داد: «حساسیت و وضوح بالای وب به ما امکان می‌دهد تا ترکیب مواد پرتاب‌شده به فضا، به‌ویژه محتوای آهن و نیکل را که ممکن است نشان دهد که چه نوع انفجاری باعث ایجاد سحابی خرچنگ شده است، به دقت تعیین کنیم.»

آشکارسازی ویژگی‌های جدید در سحابی خرچنگ

در نگاه اول، شکل کلی بقایای ابرنواختر شبیه تصویری است که تلسکوپ فضایی هابل ناسا در سال ۲۰۰۵ در طیف نور مرئی از این سحابی ثبت کرد. در رصد مادون قرمز وب، ساختاری واضح و قفس مانند از رشته‌های گازی کرکی به رنگ قرمز-نارنجی آشکار است. با این حال، در مناطق مرکزی، دانه‌های گرد و غبار به رنگ‌های زرد، سفید و سبزرا می‌بینید که برای اولین بار توسط وب مشاهده شده است. این تصویر خیره‌کننده که در طیف مادون قرمز ثبت شده، جزییات دیگری از عملکرد درونی سحابی خرچنگ را نشان می‌دهد.

در این تصویر وب، به طور خاص آنچه را که به عنوان تابش سنکروترون نامیده می‌شود کشف شد: این تابش که به صورت دود سفید شیری در بخش داخلی سحابی ظاهر شده، توسط ذرات بارداری، چون الکترون‌ها تولید می‌شود که در امتداد خطوط میدان مغناطیسی با سرعت‌هایی نزدیک به سرعت نور که به سرعت‌های «نسبیتی» معروفند، حرکت می‌کنند.

این ویژگی حاصل تپ اختر در قلب سحابی است: یک ستاره نوترونی که به سرعت در حال چرخش است. میدان مغناطیسی قوی تپاختر، ذرات باردار را تا سرعت‌های بسیار بالایی شتاب داده و باعث میشود که در حین پیچیدن در اطراف خطوط میدان مغناطیسی، از خود تابش ساطع کنند.

اگرچه تابش سنکروترون در سراسر طیف الکترومغناطیسی ساطع میشود، با جزئیات بی‌سابقه‌ای توسط ابزارمادون قرمزنزدیک وب نیز دیده شد. برای ردیابی مکان قلب تپاختر سحابی خرچنگ، امواج دایره‌ای در وسط تصویر تا نقطه سفید روشنی که در مرکز قرار دارد را دنبال کنید. منحنی‌های خوشه‌ای که در کنار هم قرار گرفته‌اند ساختار میدان مغناطیسی تپ‌اختر را هنگام تعیین شکل سحابی خرچنگ نشان می‌دهند. در چپ و راست بخش مرکزی تصویر، ماده سفید از لبه‌های قفس غبارآلود به سمت داخل تاب خورده و به طرف محل ستاره نوترونی می‌رود، گویی کمر سحابی فشرده شده است.

این لاغری ناگهانی سحابی خرچنگ می‌تواند نتیجه یک کمربند گازی متراکم باشد که انبساط باد‌های ابرنواختری را محدود می‌کند، حتی زمانی که باد‌های تپ‌اختر مرکزی، پوسته‌ای از گاز و غبار را به سرعت به بیرون می‌راند. باد تولید شده توسط قلب تپ اختر همچنان پوسته گاز و غبار را با سرعتی بالا به بیرون می‌راند.

در میان فضای داخلی باقیمانده، رشته‌های خالدار زرد، سفید و سبز ساختار‌های حلقه مانند در مقیاس بزرگ را تشکیل میدهند که نشان‌دهنده مناطقی است که دانه‌های گرد و غبار در آنجا ساکن هستند. حلقه‌های رنگارنگ‌تر گاز و غبار که در تصویر می‌بینید، تکه‌های باقی‌مانده از ستاره مرده هستند. به عنوان مثال، گوگرد یونیزه شده قرمز مایل به نارنجی، آهن یونیزه شده آبی و گرد و غبار به رنگ زرد مایل به سبز به نظر می‌رسد.

جستجو برای یافتن پاسخ در مورد گذشته سحابی خرچنگ همچنان ادامه دارد. برای این منظوراخترشناسان داده‌های وب و مشاهدات قبلی تلسکوپ‌های دیگر را بررسی می‌کنند. همچنین داده‌های جدیدتر هابل از تصویربرداری مجدد این تلسکوپ از بقایای ابرنواختر به زودی در اختیار احترشناسان قرار خواهدگرفت. وقتی داده‌های هابل آماده شود، اخترشناسان می‌توانند مشاهدات هر دو تلسکوپ فضایی را کنار هم بگذارند تا اطلاعات بیشتری از سحابی خرچنگ بدست آورند.

جیمزوب تلسکوپی برای نگاه عمیق‌تر به کیهان

جیمز وب یک تلسکوپ فضایی است که عمدتاً برای مطالعه اخترشناسی فروسرخ طراحی شده‌است. قدرتمندترین تلسکوپی که تا به حال به فضا پرتاب شده‌است، وضوح و حساسیت فروسرخ بسیار بهبودیافته، به آن اجازه می‌دهد تا اجرامی که برای تلسکوپ فضایی هابل بسیار قدیمی، دور و کم نور هستند را مشاهده کند. وب برترین رصدخانه علوم فضایی جهان است. وب در حال حل اسرار منظومه شمسی است، به دنیا‌های دوردست در اطراف ستاره‌های دیگر نگاه میکند و ساختار‌ها و منشاء اسرارآمیز جهان و مکان ما در آن را بررسی می‌کند. وب یک ماموریت بین المللی است که توسط ناسا و با همکاری آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا هدایت می‌شود.