با سحابی خرچنگ، بقایای یک ستاره در حال انفجار آشنا شوید!!

سحابی خرچنگ با دوربین دوچشمی و تلسکوپهای کوچک قابل مشاهده است و یافتن آن نسبتاً آسان است زیرا در نزدیکی ستارگان درخشان در صورتهای فلکی مشهور قرار دارد. اگرچه ستاره‌شناسان مدتها فکر می‌کردند که این بازمانده یک ابرنواختر نوع دوم است، شواهد زیادی وجود دارد که ممکن است نوع جدیدی از ابرنواختر به نام ابرنواختر جذب الکترون باشد.

این تصویر از سحابی خرچنگ ترکیبی از 5 تصویر است که با استفاده از 5 تلسکوپ گرفته شده است که طول موج را از رادیو تا اشعه ایکس را در بر می‌گیرد. رنگها طول‌موج‌ها را به صورت زیر نشان می‌دهند: VLA (رادیو) در قرمز. تلسکوپ فضایی اسپیتزر (مادون قرمز) به رنگ زرد؛ تلسکوپ فضایی هابل (قابل مشاهده) به رنگ سبز؛ XMM-Newton (فرابنفش) به رنگ آبی؛ و رصدخانه اشعه ایکس چاندرا (اشعه ایکس) به رنگ بنفش. تصویر از  JPL.

یک ابرنواختر منفجر می‌شود

سحابی خرچنگ یک باقیمانده ابرنواختر است. این چیزی است که از یک ستاره منفجر شده باقی مانده است. بنابراین این یک ابر در حال انبساط گسترده از گاز و غبار است که یکی از متراکم‌ترین اجرام جهان، یک ستاره نوترونی را احاطه کرده است.

ستاره‌شناسان چینی در 4 ژوئیه 1054 پس از میلاد متوجه ظهور ناگهانی یک ستاره در آسمان در روز شدند. احتمالاً از درخشان‌ترین سیاره، زهره، پیشی گرفته و به طور موقت سومین شی درخشان در آسمان، پس از خورشید و ماه بوده است. این “ستاره مهمان” – ابرنواختر در حال انفجار – به مدت 23 روز در نور روز قابل مشاهده بود. شب هنگام نزدیک به دو سال در نزدیکی تیانگوان – ستاره‌ای که ما اکنون زتای ثوری می‌نامیم، در صورت فلکی گاو نر – می‌درخشید. سپس از نظر محو شد.

این ابرنواختر فوران کرد – و سحابی خرچنگ در فاصله 6500 سال نوری از ما شکل گرفت.

از آنجایی که سحابی خرچنگ در میان برخی از درخشان‌ترین ستاره‌ها و صورتهای فلکی در آسمان قرار دارد، یافتن آن آسان است. و بهترین مکان برای رصد عصر از اواخر پاییز تا اوایل بهار است، می‌توانید سحابی خرچنگ را در نزدیکی ستاره زتای ثوری مشاهده کنید.

سحابی خرچنگ و ابرنواختر در تاریخ

قوم اجدادی پوبلو در جنوب غربی آمریکا ممکن است ستاره جدید درخشان را در سال 1054 مشاهده کرده باشند. همچنین، یک هلال ماه در نزدیکی ستاره جدید در صبح روز 5 ژوئیه، روز بعد از رصد چینی‌ها، در آسمان بود. بنابراین تصویر زیر، از چاکو کنیون در نیومکزیکو، ممکن است این رویداد را به تصویر بکشد و ستاره در سمت چپ نشان دهنده ابرنواختر در نزدیکی هلال ماه است. علاوه بر این، اثر دست بالا ممکن است نشان دهنده اهمیت رویداد باشد یا ممکن است “امضای هنرمند” باشد.

پس از انفجار در صحنه در سال 1054 و درخشش به مدت دو سال، تا سال 1731 هیچ گزارشی مبنی بر هیچ چیز غیرعادی در این نقطه در آسمان وجود نداشت. سپس در آن سال، جان بیویس، اخترشناس آماتور انگلیسی، رصدی از یک سحابی ضعیف را ثبت کرد. در سال 1758، شارل مسیه، شکارچی دنباله‌دار فرانسوی، این لکه مه‌آلود را مشاهده کرد. این اولین مدخل در کاتالوگ او از اجرام مبهم بود اما دنباله‌دار نبود که اکنون به عنوان کاتالوگ مسیه شناخته می‌شود. بنابراین، سحابی خرچنگ نام M1 را دارد.

در سال 1844، ستاره‌شناس ویلیام پارسونز – سومین ارل راس – M1 را از طریق تلسکوپ بزرگ خود در ایرلند مشاهده کرد. از آنجا که او آن را به شکلی شبیه به خرچنگ توصیف کرد که نام مستعار آشنای آن شد.

با این حال، تا سال 1921 بود که مردم بین سحابی خرچنگ و رکوردهای چینی ستاره “مهمان” 1054 ارتباط برقرار کردند.

تابلوی اجدادی پوبلو که احتمالاً ابرنواختر سحابی خرچنگ را در سال 1054 پس از میلاد در چاکو کنیون، نیومکزیکو به تصویر می‌کشد. تصویر از  Alex Marentes/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 2.0.

چگونه سحابی خرچنگ را ببینیم؟

از آنجایی که این سحابی زیبا با قدر 8.4 می‌درخشد، برای دیدن آن نیاز به بزرگنمایی دارد. خوشبختانه، به دلیل قرار گرفتن در نزدیکی چندین ستاره درخشان، یافتن آن با دوربین دوچشمی یا تلسکوپ نسبتاً آسان است. به علاوه، نزدیک چندین صورت فلکی قابل تشخیص است. اگرچه می‌توانید آن را در برخی از ساعات شب در تمام سال ببینید، به جز – تقریباً از ماه می تا جولای – زمانی که به خورشید خیلی نزدیک است، بهترین مشاهده اواخر پاییز تا اوایل بهار است.

برای یافتن سحابی خرچنگ، ابتدا یک خط خیالی از ابط‌الجوزا درخشان در شکارچی تا سروش یا کاپلا در ارابه‌ران بکشید. تقریباً در نیمه راه در امتداد این خط، ستاره بتای ثوری (یا النات) در مرز ثور ـ ارابه‌ران قرار دارد.

با شناسایی بتای ثوری، کمی بیشتر از یک سوم راه را به ابط‌الجوزا برگردید تا ستاره کم‌نورتر زتای ثوری را پیدا کنید. اسکن منطقه اطراف زتای ثوری باید یک لکه کوچک و کم رنگ را نشان دهد. حدود یک درجه (دوبرابر عرض ماه کامل) از زتای ثوری و کم و بیش در جهت بتای ثوری است.

همانطور که در اینجا نشان داده شده است، محل سحابی خرچنگ را نسبت به سروش‌ابط‌الجوزا، بتا و زتای ثوری می بینید. تصویر از  استلاریوم

مشاهده با دوربین دوچشمی یا تلسکوپ

دوربین‌های دوچشمی و تلسکوپ‌های کوچک برای یافتن جسم و نشان دادن شکل تقریباً مستطیلی آن مفید هستند. با این حال، آنها ساختار رشته‌ای یا هیچ یک از جزئیات داخلی آن را نشان نمی‌دهند. در اینجا دو مثال وجود دارد که نشان می‌دهد چه چیزی را در دوربین دوچشمی یا تلسکوپ باید انتظار داشت.

نمای شبیه‌سازی شده زتای ثوری و سحابی خرچنگ در میدان دید 7 درجه. نمودار از  استلاریوم.

ابتدا، نمای چشمی، در بالا، میدان دید 7 درجه‌ای را در مرکز زتای ثوری شبیه‌سازی می‌کند. این همان چیزی است که ممکن است از یک دوربین دوچشمی 7 در 50 انتظار داشته باشید. البته، جهت‌گیری و دید دقیق بسته به زمان رصد، شرایط آسمان و غیره، دامنه وسیعی خواهد داشت. اطراف زتای ثوری را برای سحابی ضعیف اسکن کنید.

نمای شبیه‌سازی شده زتای ثوری و سحابی خرچنگ با میدان دید 3.5 درجه. نمودار از استلاریوم.

سپس تصویر دوم در بالا، نمای تقریباً 3.5 درجه‌ای را شبیه‌سازی می‌کند که ممکن است از یک تلسکوپ کوچک مشاهده کنید. برای اینکه تصور واضحی از مقیاس داشته باشید، دو ماه کامل در فضای بین زتای ثوری و سحابی خرچنگ در این نمودار فضای خالی دارند.

اگرچه به خاطر داشته باشید که شرایط دقیق متفاوت خواهد بود.

علم سحابی خرچنگ

سحابی خرچنگ یک سحابی گازی بیضی شکل با ساختارهای رشته‌ای ظریف (نخ مانند) است که با سرعتی در حدود 930 مایل (1500 کیلومتر) در ثانیه منبسط می‌شود. علاوه بر این، در قلب آن یک ستاره نوترونی به جرم خورشید وجود دارد که قطر آن تنها حدود 12 مایل (19 کیلومتر) است. علاوه بر این، این ستاره نوترونی نیز یک تپ‌اختر است که حدود 30 بار در ثانیه می‌چرخد. بعلاوه، میدان مغناطیسی قدرتمند ستاره نوترونی، تشعشعات ساطع شده از ستاره را به صورت دو پرتو متمرکز می‌کند که به نظر می‌رسد با عبور پرتوها به صورت دوره‌ای چشمک بزنند.

چشمک زدن تپ‌اختر سحابی خرچنگ در طول‌موج‌های فروسرخ. با این حال، این نمای به طور قابل توجهی کندتر از دوره 30 بار در ثانیه آن است. تصویر از گروه تصویربرداری لاکی دانشگاه کمبریج/ ویکی‌مدیا کامانز/ GFDL.

تلسکوپ فضایی هابل از مرکز سحابی خرچنگ در سال 2016 تصویربرداری کرد. قابل ذکر است که یک ستاره نوترونی به سرعت در حال چرخش در مرکز سحابی وجود دارد که به عنوان تپ‌اختر شناخته می‌شود که در سمت راست‌ از دو ستاره نزدیک به مرکز تصویر است و نور مایل به آبی تابشی است که توسط الکترون‌هایی که با سرعت نزدیک به سرعت نور در امتداد میدان مغناطیسی قدرتمند ستاره نوترونی ساطع می‌شوند. در حقیقت، دانشمندان فکر می‌کنند که ویژگی‌های دایره‌ای به دلیل موج ضربه‌ای که ذرات بسیار پرانرژی ناشی از بادهای پرسرعت ناشی از ستاره نوترونی را انباشته می‌کند، از تپ‌اختر خارج می‌شوند. تصویر از ناسا / ESA / J. Hester / M. Weisskopf.

سحابی خرچنگ ممکن است از نوع جدیدی از ابرنواختر باشد

برای مدت طولانی دانشمندان فکر می‌کردند که سحابی خرچنگ بقایای یک ابرنواختر نوع دوم است. اما در ژوئن 2021، دانشمندان اعلام کردند که در نهایت شواهدی برای نوع جدیدی از ابرنواختر، یک ابرنواختر جذب الکترون، پیدا کردند. در نتیجه، آنها اکنون معتقدند که سحابی خرچنگ ممکن است این نوع ابرنواختر باشد. درباره این کشف هیجان انگیز بیشتر بخوانید.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Meet the Crab Nebula, remnant of an exploding star

Posted by Larry Sessions and Shireen Gonzaga January 15, 2023

https://earthsky.org/clusters-nebulae-galaxies/crab-nebula-was-an-exploding-star/