Астрономы нашли сотовую структуру внутри Крабовидной туманности

Thomas Martin, Danny Milisavljevic and Laurent Drissen

Астрономы при помощи наземного телескопа CFHT построили трехмерную модель Крабовидной туманности. Оказалось, что этот остаток сверхновой обладает внутренней структурой, похожей на соты, и мог возникнуть в результате коллапса массивной звезды с железным ядром. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Молодые (менее трех тысяч лет) остатки сверхновых в Млечном Пути и Магеллановых облаках предоставляют ученым редкую возможность исследовать механизмы взрыва и звезд-прародителей при помощи создания трехмерных моделей остатков. Это удается сделать из-за их близости к Земле (от нескольких до нескольких десятков килопарсек) и высокой скорости расширения (несколько тысяч километров в секунду), что позволяет в ходе наблюдений увидеть мелкие детали структуры остатка и измерить их скорости движения, а также выявить асимметрию в химическом составе или плотности туманности. 

Среди наиболее изученных остатков сверхновых выделяется Крабовидная туманность, находящаяся на расстоянии 6,5 тысячи световых лет от Солнца, в созвездии Тельца. Это остаток от взрыва сверхновой SN 1054, в ее центре находится нейтронная звезда-пульсар, взаимодействующая с веществом туманности. Несмотря на десятилетия исследований, начальная масса звезды-прародителя и картина взрыва и эволюции остатка до сих пор малоизучены и у ученых остается ряд вопросов. В частности, общая масса выброшенного в результате взрыва вещества (2-5 масс Солнца) намного меньше расчетной массы звезды-прародителя (8-13 масс Солнца), и, хотя, SN 1054 была более яркой, чем типичные сверхновые II типа, кинетическая энергия расширяющегося остатка (7×1049 эрг) меньше, чем типичное значение энерговыделения при взрыве, равное 1051 эрг.

Группа астрономов во главе с Томасом Мартином (Thomas Martin) из Университета Лаваля опубликовала результаты анализа данных наблюдений за Крабовидной туманностью, полученных в ноябре 2016 года при помощи инструмента SITELLE, установленного на наземном 3,58-метровом телескопе CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope). Целью ученых было создание трехмерной модели остатка по данным наблюдений в линиях Hα, [N II] и [S II].



Оказалось, что туманность занимает «сердцевидный», а не эллипсоидальный объем, и симметрична относительно плоскости тора пульсарного ветра. Расширяется туманность неравномерно — быстрее всего это делают северо-западные и юго-восточные участки. Распределение волокон внутри туманности можно описать как сотовую структуру, причем чем дальше от центра расширения, тем больше размер ячеек. Подобные структуры мало чем отличаются от структур, наблюдаемых в других остатках сверхновых, таких как 3C 58 и Кассиопея А, где они связываются с процессами турбулентного перемешивания.

Астрономы пришли к выводу, что полученные данные больше соответствуют модели коллапса массивной звезды с железным, а не  кислород-неон-магниевым ядром, как считалось ранее. Ожидается, что дальнейшие, более детальные наблюдения за туманностью позволят доработать ее трехмерную модель и уточнить параметры звезды-прародителя.

Ранее мы рассказывали о том, как был объяснен спектр излучения Крабовидной туманности и как она оказалась источником фотонов с энергией выше 100 тераэлектронвольт.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.