Ovo je jedan od malo starijih članaka s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb.
Slike su lijepe, ali članak je nejasan, što uključuje čak i komentar slika. Njegovu autoru ne bi bila ruka otpala da je napisao i nekoliko riječi o tome što je to zarobljavanja elektrona ("electron capture") u supernovi i kako nastaje to sinkrotrono zračenje koje se spominje pri kraju članka.
Nakon slika, donekle opisanih pri kraju teksta, priložena je animacija kojom je Rakovica dekonstruirana. Iliti rastavljena na proste faktore. Sinkrotrono zračenje (plavo) je zabilježeno putem NIRCam-e, dok je emisija iz sumpora i prašine (zeleno, odnosno crveno) snimljena MIRI-jem. Prva slika je, naravno, kompozitna. Maglica na slikama je široka oko 10,5 svjetlosnih godina.
|
Priredio i prilagodio: |
Istraživanje postanka maglice Rakovice pomoću Webba
Jedan tim znanstvenika je uporabio NASA-in Svemirski teleskop James Webb kako bi njime razudio maglicu Rakovicu, ostatak supernove udaljen od nas 6500 svjetlosnih godina i smješten u zviježđe Bika. Pomoću MIRI-ja i NIRCam-e, Webbovih instrumenata, ti su astronomi prikupili podatke koji nam pomažu razjasniti povijest maglice Rakovice.
Maglica Rakovica je ishod supernove izazvane urušavanjem jezgre jedne masivne zvijezde na samrti. Sama ta eksplozija supernove je bila vidljiva na Zemlji 1054. g. i bila je dovoljno sjajna da ju se vidi i po danu. Taj puno bljeđi ostatak kojega vidimo danas, napuhujuća je ljuska od plina i prašine, udružena s vjetrom koji puše s jednog pulsara, brzovrteće i izuzetno namagnetizirane neutronske zvijezde.
Maglica Rakovica je usto i vrlo neobična. Njen netipični sastav i vrlo niska energija eksplozije su ranije bili tumačeni time da je u supernovi koja ju je stvorila moglo doći do zarobljavanja elektrona: takve rijetke eksplozije proizvedu zvijezde s manje razvijenom jezgrom, sazdanom od kisika, neona i magnezija, a ne one s uobičajenijom željeznom jezgrom.
"Webbovi su podaci sada proširili popis mogućih tumačenja", kaže Tea Temim, prva autorica znanstvenog rada kojim je opisano ovo istraživanje, iz Sveučilišta Princeton (am. sav. drž. New Jersey). "Sastav plina koji se tamo nalazi više ne zahtijeva eksploziju sa zarobljavanjem elektrona, već bi ga se moglo protumačiti i slabom supernovom zvijezde sa željeznom jezgrom."
Proučavanje sadašnjosti radi razumijevanja prošlosti
Ranije su istraživači proračunali ukupnu kinetičku energiju eksplozije na temelju količine i brzinâ ejekte koju vidimo danas. Astronomi su došli do zaključka da je ta eksplozija oslobodila razmjerno malu količinu energije (manju od jedne desetine energije koja se oslobodi u normalnoj supernovi), te da je zvijezda koja je eksplodirala imala masu od osam do deset Sunčevih masa, tj. da je bila blizu masene granice koja dijeli zvijezde koje eksplodiraju kao supernove i onih kojima se to ne događa.
Međutim, između teorijskog opisa supernova sa zarobljavanjem elektrona i onoga što je viđeno u Rakovici postoji neslaganje. To se osobito odnosi na opaženo brzo gibanje pulsara. (Ovo "gibanje" je po svoj prilici njegova vrtnja, a ne gibanje kroz svemir. Pulsar je i sada u središtu maglice. Prim. prev.) Astronomi su usto posljednjih godina poboljšali svoje razumijevanje supernova izazvanih urušavanjem željeznih jezgri zvijezda. Oni sada drže da takve eksplozije oslobađaju malo energije, uz uvjet da je i masa zvijezde koja je eksplodirala bila dovoljno mala.
Webbove izmjere pomiruju ranije rezultate
Kako bi smanjili neodređenosti povezane sa svojstvima zvijezde čija je eksplozija proizvela Rakovicu i prirodom same eksplozije, tim kojega je vodila Temim se oslonio na Webbovu moć provedbe spektralne analize. Ti su se znanstvenici usredotočili na dva područja unutar unutarnjeg Rakovičinog pramenja.
Teorije predviđaju da bi zbog različitog kemijskog sastava jezgre zvijezde koja proizvede supernovu sa zarobljavanjem elektrona, odnos sadržaja nikla i željeza (Ni/Fe) u ostatku supernove trebao biti puno veći od onoga izmjerenog u Suncu (koje sadrži elemente iz ranijih naraštaja zvijezda). Istraživanja provedena tijekom 1980-ih i početkog 1990-ih godina, u vidljivom i bliskoinfracrvenom svjetlu, došla su do visokih vrijednosti odnosa sadržaja Ni/Fe, što je išlo u prilog scenariju sa zarobljavanjem elektrona u supernovi.
Teleskop Webb, svojom iznimnom osjetljivošću u infracrvenom području, sada unapređuje istraživanje maglice Rakovice. Ovaj istraživački tim je putem MIRI-ja izmjerio emisiju iz nikla i željeza u Rakovici, čime se dobivena pouzdanija procjena odnosa sadržaja Ni/Fe. Pokazalo se da je taj odnos još uvijek veći negoli je u Sunca, ali umjereno i puno manje od ranijih procjena.
Utočnjene vrijednosti su u skladu sa zarobljavanjem elektrona, ali one ne isključuju i eksploziju izazvanu urušavanjem željezne jezgre neke zvijezde slične male mase (Od energičnijih eksplozija kakve proizvode masivnije zvijezde se očekuju da proizvedu odnose sadržaja elemenata sličnije onima u Sunca.) Kako bi se dokučilo koja je od tih dviju mogućnosti ona prava, bit će potrebno provesti još mjerenja i još teorijskog rada.
"U ovom trenutku, spektralni podaci dobiveni Webbom pokrivaju dva mala područja u Rakovici, pa je važno proučiti još toga ostatka i identificirati možebitne prostorne varijacije", kaže Martin Laming iz Istraživačkog laboratorija Ratne mornarice u Washingtonu, koautor spomenutog znanstvenog rada. "Bilo bi zanimljivo vidjeti možemo li identificirati emisijske crte i iz drugih elemenata, poput kobalta ili germanija."
Mapiranje trenutnog stanja Rakovice
Osim što su dobili spektralne podatke iz dvaju malih unutarnjih dijelova maglice Rakovice, sa svrhom dobivanja odnosa sadržaja nikla i željeza, astronomi su Webbom promotrili i širi okoliš toga ostatka supernove, kako bi razumjeli pojedinosti sinkrotrone emisije i tamošnju razdiobu prašine.
Slike i (spektralni) podaci dobiveni MIRI-jem su timu omogućili da izdvoje emisiju iz prašine unutar Rakovice, te da je po prvi put mapiraju visokom razlučivošću. Mapiranjem emisije iz tople prašine putem Webba, udruživši čak te podatke s onima koje je ranije Svemirski opservatorij Herschel bio prikupio o emisiji (infracrvenih zraka dužih valnih duljina) iz čestica hladnije prašine, istraživači su izgradili prilično zaokruženu predodžbu o razdiobi prašine u Rakovici: u pramenju koje je najudaljenije od središta maglice je razmjerno topla prašine, dok u blizini toga središta prevladavaju hladnije čestice.
"Zanimljivo je to gdje u Rakovici vidimo prašinu jer se ta razdioba razlikuje od onih koje zatičemo u drugih ostataka supernova, poput Kasiopeje A i SN 1987A", kaže Nathan Smith, iz Zvjezdarnice Steward koja djeluje pri Arizonskom sveučilištu (Tucson), koautor spomenutog znanstvenog rada. "U tim objektima je prašina u samim njihovim središtima. U Rakovici se prašinu zatiče u gustom pramenju, u vanjskoj ljusci. Maglica Rakovica potvrđuje staru astronomsku izreku: najbliži, najsjajniji i najbolje proučeni objekti su obično bizarni!"
Spomenuti znanstveni rad je prihvaćen za objavljivanje u Pismima Astrofizikalnog dnevnika.
Slike
Astronomi su po prvi put mapirali emisiju iz tople prašine u ostatku supernove Rakovica. Čestice prašine koje tvore kavezu sličnu strukturu, najučljiviju u gornjem desnom i donjem lijevom dijelu maglice, prikazane su kao paperjasto grimizni materijal. Pramenje prašine koje se proteže kroz unutrašnjost Rakovice i koje se mjestimično podudara s područjima ispunjenima dvaput ioniziranim sumporom (sumpor III), obojeno je zeleno. Žuto-bijelo pramenje koje oblikuje velike petljama slične strukture oko samog središta ostatka supernove, predstavljaju područja u kojima se preklapaju prašina i dvaput ionizirani sumpor. (Ovo je sve skupa prilično nejasno. Prim. prev.)
Kavez od prašine pomaže ograničiti dio, ali ne i svu sablasnu sinktrotronu emisiju, prikazanu plavom bojom. Ta emisija nalikuje pramenju dima, osobito bliže središtu Rakovice. Uske plave vrpce slijede magnetske silnice koje proizvodi pulsarsko srce Rakovice - jedna brzovrteća neutronska zvijezda!
NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim (Princeton University)
https://webbtelescope.org/.../news.../2024/news-2024-120
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
