Крабовидная туманность

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

Тот, кто будет пытаться отыскать сходство туманности с известным членистоногим животным, будет сильно удивлен полным отсутствием такового. Однако этому есть очень простое объяснение. Ирландский ученый имел в виду не обычного краба, а, скорей всего, мечехвоста – его очень дальнего родственника, напоминающего покрытую панцирем подкову с длинным шипастым хвостом, называемого в Англии «horseshoe crab». Впрочем, судя по имеющимся фотографиям, и на это ископаемое чудо природы Крабовидная туманность тоже совсем не похожа. Но это – на взгляд живущего в XXI веке. Что в очередной раз подтверждает тезис, что человечество постепенно утрачивает способность к образному мышлению.

Как умирают звезды

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

Схематично процесс представляется следующим образом. При определенных условиях ядерные процессы, происходящие в звезде, охватывают все ее слои, что приводит как к резкому повышению светимости, так и к образованию в ядре железа, начинающего тушить термоядерную реакцию. Под действием гравитационных сил небесное тело начинает сильно сжиматься, что опять приводит к увеличению температуры, распаду элементов и новой цепной реакции, заканчивающейся взрывом. В результате центральная часть «схлопывается» до нейтронной звезды или черной дыры, а остальное разлетается в разные стороны космического пространства, образуя туманность.

Что в центре 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.

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

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

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.