Сообщение о крабовидной туманности
Обновлено: 01.06.2024
Крабовидная туманность – одна из самых известных небесных достопримечательностей, расположенная в созвездии Тельца на расстоянии 6 500 световых лет от нас. Остатки гигантской сверхновой, сложившиеся в причудливый узор, напоминают ветви деревьев, сплетающиеся под сводами ясного голубого неба в солнечный день. И у этой туманности есть своя интересная история.
Также китайские астрономы упоминали, что вспыхнувшая звезда в созвездии Тельца была ярче Утренней звезды (Венеры) в 4 раза. Разумеется, в те далёкие времена такому событию присвоили несколько мистический характер. Например, китайцы узрели в этом предзнаменование врагам императора, которые падут от его руки в случае неповиновения.
Звезда постепенно тускнела. Через 23 дня она исчезла с дневного неба, а ещё спустя 653 ночи её всё ещё было видно на ночном небе, затем она и вовсе пропала из поля зрения. Но о ней не забыли: в 1731 году английский астроном Джон Бевис навёл на это место свой любительский телескоп и заметил показавшийся ему крошечный объект, напоминавший маленькое пятнышко.
Затем французский астроном Шарль Мессье в 1758 году сначала спутал её с кометой Галлея, которую искал в том же месте. Присмотревшись к находке, Шарль Мессье понял, что это не комета, а туманность. Именно с неё-то и начинается весь каталог Мессье: Шарль решил всерьёз заняться поиском туманностей, а Крабовидную внёс в свой каталог под номером М1.
Как же появилось это космическое чудо? Красивая туманность – это след космической катастрофы, эхо смерти большого светила. Звезда, израсходовавшая всё своё ядерное топливо, с массой примерно в 6 солнечных масс, при взрыве сбросила свои верхние оболочки, которые стали расширяться в пространстве со скоростью 1500 км/с. В настоящий момент размер этой волокнистой оболочки составляет 10 световых лет в диаметре. Преимущественно она состоит из гелия и водорода, а также из других элементов – продуктов горения звезды (кислорода, углерода, железа, неона и даже серы).
В 1949 году здесь был обнаружен источник мощного радиоизлучения, а в 1963 – рентгеновского. В 1968 году с помощью огромного радиотелескопа в Аресибо в Крабовидной туманности обнаружили источник периодических сигналов. Но это не сигнал от инопланетян – то был новый источник энергии, доселе неизвестный науке, - нейтронная звезда-пульсар, которая, кстати, была первой открытой нейтронной звездой в истории.
Крабовидная туманность словно бы двойная: сквозь волокна просматривается внутренняя голубоватая туманность, которая светит постоянным интенсивным светом. В центре туманности осталось лишь сердце сверхновой – её ядро, ставшее той самой нейтронной звездой-пульсаром. Её диаметр составляет всего 25 км, и она настолько быстро вращается, что один оборот вокруг своей оси она делает за 33 миллисекунды. Со временем вращение пульсара замедляется, и он начинает излучать энергию в виде струй частиц материи и антиматерии, которые сталкиваются с окружающей туманностью, заставляя её светиться в рентгеновском диапазоне. Перпендикулярно этим струям, частицы материи и антиматерии, выталкиваемые пульсаром, создают ударную волну в форме кольца, которая со временем расширяется внутри туманности.
Крабовидная туманность стала первой во многом - возможно, первая сверхновая, увиденная человеком, первая найденная туманность, первая нейтронная звезда была открыта в ней же.
Если вы хотите попробовать её отыскать на ночном небе, то должны учитывать её видимую звёздную величину – 8,4. В простой любительский телескоп и даже бинокль её можно увидеть как туманное облачко – картинка будет похожей на то, что увидели астрономы прошлых веков, а если вам захочется рассмотреть её волокнистую структуру, то понадобится телескоп с апертурой от 350 мм.
Созвездие Тельца содержит в себе туманность, которую назвали Крабовидной, или М1. Она образовалась вследствие взрыва сверхновой SN 1054. Сама туманность имеет диаметр 6 световых лет, видимый угловой радиус = 2,5', расстояние до неё 6, 5 тыс. световых лет. Скорость расширения 1 тыс. км/с.
В центре скопления находится пульсар, иначе говоря — нейтронная звезда. В диаметре он составляет около 30 км. Излучает радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи в гамма-диапазоне выше 30 кэК. Туманность Краба представляет собой мощный источник радиоизлучения в нашей галактике.
Как появилась туманность
Раньше астрономы предполагали, что М1 образовалась в результате катастрофы, последствия которой люди увидели в 1054 году. В небе возникла новая звезда, которая отличалась от остальных размерами и яркостью, поскольку видна была даже днем. Этот феномен возник из-за того, что звезда из созвездия Тельца стала светить ярче в десятки тысяч раз.
Точного научного доказательства процессов нет. Но есть гипотетическое объяснение. Некоторые термоядерные процессы самой звезды повысили ее светимость. Гравитационная сила сжала звезду. Это вызвало повышение температуры и распад элементов, что и привело к взрыву. Он заставил ядерную часть небесного тела превратиться в нейтронную звезду, а остальные элементы разлететься, образовав туманность.
Эдвин Хаббл в 1928 выдвинул предположение, что SN и Крабовая туманность связаны между собой. После это подтвердилось при математических расчетах. Многолетние наблюдения и точно указанные координаты расположения, массы и объема доказали неразрывность этих двух небесных объектов.
Крабовидная туманность несет в себе не только красоту, но и множество загадок, которые ученым еще предстоит выяснить. Но пока что, даже самые передовые астрономические технологии не могут предоставить расширенную информацию.
История открытия
С 4 июля 1054 года и на протяжении последующих 23 дней с Земли наблюдалась вспышка, которая была заметна невооруженным глазом даже днем. Это явление описали арабские и китайские астрономы. Современные ученые выяснили, что это был взрыв вспыхнувшей сверхновой, а туманность — ее остатки. Это был значимый феномен в астрологии.
Физические свойства
Крабовидная туманность относится к южной стороне созвездия Тельца. Она напоминает небольшое светлое пятно на слабых телескопах, т. к. имеет шестнадцатый по величине размер среди тел Солнечной системы.
Состав М1 — гелийсодержащая поверхность вращения. Она имеет вид полосы, которая пересекает центр туманности с востока на запад.
Центральное место туманности занимает пульсар, являющийся нейтронной звездой. Он образовался при взрыве сверхновой. Пульсар ежесекундно оборачивается вокруг себя около 30 раз и имеет массу в миллион раз больше массы Земли, а размер радиуса всего примерно 60 км.
Сама Крабовидная туманность имеет свой диаметр в одиннадцать световых лет. С каждой секундой она расширяется примерно на 1,5 тыс. км. Туманность имеет вид пятна, если наблюдать его через бинокль или слабенький телескоп. Волокнистую структуру можно рассмотреть с помощью современного оборудования. В отличие от любительских телескопов с дипскай-фильтрами, профессиональные подавляют засветы от городов за счет специальных LPR-фильтров.
Основу Крабовой туманности составляет газовая смесь. В состав ее входят:
- водород;
- гелий;
- азот;
- кислород;
- аргон;
- фосфор.
Эти элементы дают туманности своеобразную структуру и разнообразие красок.
Соседи
Калибровка
М1 обладает странной особенностью для других типов пульсаров. Это плотность и постоянство потока энергии, а также особая яркость в рентгеновских и гамма-диапазонах. Это позволило ученым долго использовать M1 в калибровке рентгеновской и гамма-астрономии, создав впоследствии единицы измерения плотности потока Crab и milliCrab.
Сигнал, что создает пульсар, идеально периодичен и до сих пор применяется для проверки временных интервалов в соответствующих аппаратах.
XVIII век стал примером коллективного труда астрономов разных стран над изучением звездного неба и созданием стройной системы классификации, обнаруженных на нем объектов. Находясь в разных местах, они делились полученной информацией, публикуя в печатных изданиях свои работы, атласы и зарисовки.
История открытия
Крабовидная туманность или M1, пожалуй, самый характерный пример такого совместного творчества. Первым в 1731 году на нее обратил внимание английский астроном-любитель Джон Бевис. Француз Шарль Месье в 1758 году включил ее в свой каталог, в котором фиксировал объекты, схожие с кометами, но ими не являющиеся. А в промежутке между этими событиями в 1744 году ирландец Уильям Парсонс, зарисовал эту туманность и решил, что она очень напоминает внешность краба.
Откуда пошло название туманности
Снимок в стиле Tilt-Shift
Как умирают звезды
Комбинированный снимок туманности, полученный космическими телескопами Хаббл и Гершель
Крабовидная туманность получила особую популярность, когда ученые предположили, что она образовалась в результате космической катастрофы, последствия которой земляне смогли увидеть в середине XI века. Согласно историческим летописям в 1054 году, а именно 4 июля, жители Земли увидели уникальное явление, когда в небе неожиданно возникла новая звезда, видимая даже днем. Затем новое светило стало затухать и через год совсем потерялось из вида. Произошло все это в созвездии Тельца. Такое явление называется вспышкой сверхновой. На самом деле никакой новой звезды нет, а есть старая, которая внезапно стала светить в десятки тысяч раз ярче. Точной математической модели, способной описать подобное явление, пока нет, но в целом физикам механизм явления достаточно понятен.
Как происходит взрыв сверхновой
Снимок в узких фильтрах и показывает излучение ионизованного кислорода и водорода (синий и красный)
Что в центре туманности
Пульсар в Крабовидной туманности
Проведя астрономические расчеты, ученые сделали вывод, что в это время на месте вспышки находилась Крабовидная туманность, а значит, она и есть остатки той самой взорвавшейся звезды. Длительные наблюдения подтверждают, что со временем она увеличивается в размерах, то есть расширяется, что и должно было произойти после космической катастрофы.
Пульсар в Крабовидной туманности
Но смерть звезды дала рождение не только Крабовидной туманности, но и пульсару PSR B0531+21, имеющему диаметр, по разным оценкам, от 10 до 30 км. Будучи размером с относительно небольшой город, такой объект имеет массу в миллионы раз больше нашей Земли. Так что жизнь сверхновой просто перешла в другую стадию, доступную только звездам, да и то не всем.
Послушайте как звучит пульсар
Основные данные, известные науке
Крабовидная туманность располагается на расстоянии примерно 6500 световых лет от Солнечной системы. Это космическое новообразование, имея оценочные размеры в 6–11 световых лет, продолжает расширение со скоростью, лежащей в пределах 1000–1500 км/с.
Видео показывает расширение Крабовидной туманности в период между 1999 и 2012 годами. Первое изображение — снято телескопом VLT. Фотография от 2012 года была сделана с помощью 0,8 м. телескопа на горе Леммон.
В центре туманности располагается нейтронная звезда, делающая за 1 секунду 30 оборотов вокруг своей оси, и излучающая электромагнитные волны в диапазоне от радио- до гамма-лучей. Исследования показали, что этот пульсар существенно отличается от ранее известных. Его особенность – стабильность рентгеновского излучения, по которому можно калибровать приборы.
Структура туманности
Знаменитая Крабовидная туманность в высоком разрешении
Туманность имеет вид продолговатого пятна, которое легко наблюдать даже с помощью бинокля. Но увидеть ее структуру (клочковатость, волокна) возможно лишь вооружившись хорошим телескопом от 12 дюймов. Но даже это не позволит рассмотреть то, что можно увидеть на фотографиях, выполненных с помощью современной и совершенной техники наблюдения за космическими объектами. На них Крабовидная туманность выглядит неоднородным сгустком газа с сетью ярких прожилок, что говорит о неоднородности состава и температуры в различных ее участках.
Состав
Крабовидная туманность M1. Автор Peter Lopez
Предполагается, что ее основу, как и любой другой газовой туманности, составляет водород, который вместе с небольшим количеством гелия присутствует во всех космических образованиях. Но особенности ее образования позволяют предполагать наличие и множества других элементов: углерода, кислорода, азота, серы, аргона и даже фосфора, который был обнаружен в подобных условиях после взрыва сверхновой в созвездии Кассиопея.
В нашей галактике Млечный Путь около 3000 туманностей. Из 3000 туманностей лишь немногие из них известны, такие как трубчатая туманность, туманность змея, туманность креветки, темная туманность и т.д. Крабовидная туманность – одна из них. Итак, без дальнейших церемоний, давайте начнем изучать факты крабовидной туманности.
История Крабовидной туманности
№1. Китайские астрономы зафиксировали взрыв сверхновой 4 июля 1054 года.
№2. Яркий свет взрыва был виден ровно 23 дня и сиял в шесть раз ярче Венеры!
№3. Даже невооруженным глазом можно было наблюдать яркий свет в течение 653 дней (примерно 2 года).
№4. Позднее, эта туманность была замечена английским астрономом Джоном Бевисом в 1731 году.
№6. Остаток взрыва сверхновой – крабовидная туманность. Эта туманность также известна как М1, Телец А и NGC 1952.
№7. В 1757 году Алексис Клеро предсказал возвращение кометы Галлея в 1758 году после пересмотра расчетов Эдмунда Галлея.
№8. Алексис Клеро, Николь-Рейн Лепоте и Жером Лаланд продолжили подсчеты и пришли к выводу, что комета появится в созвездии Тельца.
№9. В то же время французский астроном Шарль Мессье снова открыл крабовидную туманность в 1758 году. Ранее он думал, что это комета Галлея. Однако, заметив, что небесный объект не двигался, он пришел к выводу, что это не комета Галлея.
№10. Уильям Гершель несколько раз наблюдал крабовидную туманность с 1783 по 1809. Он пришел к выводу, что туманность состоит из множества звезд.
Это составное изображение Крабовидной туманности. Здесь отображены видимые длины волн с выбросами ионов кислорода и серы (синий), пыли (красный). При изучении пылевого слоя были найдены линии излучения из гидрида аргона
№11. Название крабовидной туманности дал 3-й граф Россе Уильям Парсонс. Он наблюдал этот объект в 1844 году в замке Бирр с помощью 36-дюймового телескопа и заметил, что туманность напоминает краба. Позже, он наблюдал ее и в 1848 году на большом телескопе (72 дюйма), но не смог подтвердить форму туманности.
№13. Крабовидная туманность является частью созвездия Тельца и, следовательно, называется Телец А.
№14. Весто Слайфер изучал крабовидную туманность в своем спектроскопическом исследовании в 1913 г. Дальнейшие исследования крабовидной туманности показали, что она расширяется.
№15. Также было обнаружено, что крабовидная туманность была видна на Земле около 900 лет назад.
№16. В 1921 году Карл Лэмпленд обнаружил некоторые структурные изменения в крабовидной туманности. В том же году Джон Чарльз Дункан продемонстрировал, что крабовая туманность расширяется.
№17. В 1921 году Кнут Лундмарк снова отметил близость крабовидной туманности к звезде 1054 года.
№18. В 1928 году Эдмунд Халли предложил связать небесный объект (крабовидную туманность) со звездой 1054 года.
№19. Однако это предложение было спорным, пока природа сверхновых не была ясна.
№20. Николас Мейолл указал, что звезда 1054 года была сверхновой, которая взорвалась и в итоге породила крабовидную туманность.
№21. Начались поиски исторических сверхновых. Семь исторических наблюдений были найдены путем сравнения древних астрономических документов с современными наблюдениями за остатками сверхновых.
№22. Исследования показывают, что взрыв сверхновой, которая произвела крабовидную туманность, произошел в начале мая или апреле. Он достиг максимальной яркости в июле.
№23. Взрыв сверхновой был настолько ярким, что ночью ослепил все, кроме Луны.
№24. Крабовидная туманность – первый небесный объект, связанный со взрывом сверхновой.
№25. В 1960-х годах крабовидная туманность снова оказалась в центре внимания с открытием пульсаров.
№26. Франко Пачини предсказал, что крабовый пульсар существует впервые. Звезда была обнаружена в 1968 году. Весь эпизод с крабовидной туманностью и ее сверхновой привел к пониманию сверхновых.
№27. У крабовидной туманности внутренняя часть ветровой туманности пульсара в виде раковины, окружающей крабовый пульсар.
Физические характеристики Крабовидной туманности
Фотография Крабовидной туманности, полученная космическим телескопом Хаббл
В этом разделе фактов о крабовидной туманности мы поговорим о различных физических состояниях крабовидной туманности, таких как масса, расстояние, форма и т.д.
№29. Крабовидная туманность состоит из овальной массы нитей длиной около 6 угловых минут и шириной 4 угловые минуты.
№30. Считается, что в трехмерном изображении у нее сплющенный или вытянутый сфероид.
№31. Нити являются остатками атмосферы звезды-прародителя. Эти нити содержат ионизированный водород, гелий, кислород, углерод, азот, неон, серу и железо.
№32. Температура нитей составляет от 11000 до 18000 К, а их плотность составляет около 1300 частиц на кубический сантиметр.
№33. Расстояние от Земли составляет 6290 ± 360 световых лет. Крабовидная туманность расширяется со скоростью около 930 миль в секунду.
№34. Диаметр крабовидной туманности – 10 световых лет. Считается, что масса крабовидной туманности составляет 4,6 ± 1,8 солнечной массы.
В центре туманности
Белая точка в центре – нейтронная звезда. Внутреннее рентгеновское кольцо – ударная волна. Она отмечает черту между туманностью и потоком материи и антиматерии от пульсара. Перпендикулярные кольцу струи выходят из частичек. На внешней границе туманности можно рассмотреть петли, созданные высокоэнергетическими магнитными силами.
№35. В центре крабовидной туманности две слабые звезды. Одна из двух звезд отвечает за само существование туманности.
№36. У крабового пульсара (одной из звезд в центре Крабовидной туманности) диаметр от 28 до 30 километров. Пульсар производит энергию в размере ста тысяч солнц!
№37. Звезда, взорвавшаяся как сверхновая, обычно упоминается как звезда-прародитель сверхновой.
Что, как и почему: ответы на вопросы о Крабовидной туманности
Что такое туманность сверхновой?
Туманность сверхновой – это когда звезда умирает насильственной смертью, а ее вещество выбрасывается и в конечном итоге создает постоянно расширяющуюся волну пыли и газа.
Как образуются остатки сверхновых?
Остатки сверхновой образуются при сильном давлении внутри звезды. Когда давление внутри звезды больше ее силы тяжести – звезда взрывается.
Почему крабовидная туманность так важна?
Крабовидная туманность – одна из первых туманностей, которая была найдена. Благодаря ней ученые смогли понять природу сверхновых звезд, звезд-прародителей и т.д. позволило ученым понять, что такое сверхновые звезды, звезды-прародители и т. д. Также она используется в качестве источника калибровки в рентгеновской астрономии.
Примечание: источник калибровки – это тест, используемый для сравнения устройства, чтобы узнать какое-то неизвестное значение, с устройством с известным и стандартизированным значением (и крабовидная туманность служит объектом с известным значением и используется для вычисления значения другого объекта).
Сколько лет крабовидной туманности?
Крабовидной туманности около 1001 года.
В какой галактике находится крабовидная туманность?
Крабовидная туманность находится в нашей галактике Млечный путь.
Общие факты о Крабовидной туманности
Изображение Крабовидной Туманности, полученное пятью телескопами, охвативших практически всю ширину спектра.
№38. Крабовидная туманность выбрасывает газ и пыль со скоростью 3 миллиона миль в час или 4,8 миллиона километров в час.
№39. На самом деле вы можете увидеть крабовидную туманность в бинокль, но она может быстро потускнеть. С 16-дюймовым телескопом вы точно сможете хорошо рассмотреть туманность.
№40. В 1967 году Чарльз Шислер, офицер ВВС США, заметил колеблющийся радиоисточник. Он даже заметил, что положение совпало с положением краба.
№41. В 1968 году Пуэрто-Рико наблюдал тот же флуктуирующий радиоисточник и после дальнейших исследований обнаружил крабовый пульсар.
№42. И последний интересный факт: крабовый пульсар мелькает 30 раз в секунду!
Читайте также: