Krábova hmlovina (M1, NGC 1952) — pozostatok supernovy a pulzár
Krabia hmlovina (M1, NGC 1952) — ikonický pozostatok supernovy s rýchlo rotujúcim pulzárom; objav SN 1054, energetické žiarenie, astronómia a kozmické štúdie v jednom.
Krabia hmlovina (katalógové označenie M1, NGC 1952, Taurus A) je pozostatok po supernove a príklad tzv. „pulzačnej veterné hmloviny“ v súhvezdí Býka. Objavil ju John Bevis v roku 1731 a zodpovedá jasnej supernove, ktorú v roku 1054 zaznamenali čínski a islamskí astronómovia. V 19. storočí jej súčasné pomenovanie zpopularizoval astronóm William Parsons (Earl of Rosse).
Vzdialenosť, rozmery a dynamika
Mlhovina je od Zeme približne 6500 svetelných rokov (približne 2 kpc). Má priemer asi 11 ly (≈3,4 pc) a expanduje rýchlosťou približne 1 500 km/s. Nachádza sa v Perzejskom ramene Galaxie Mliečna cesta. Keďže jej pôvodná supernova SN 1054 bola pozorovaná v roku 1054, hmlovina je stará približne 970 rokov (stav k začiatku 21. storočia + upresnenia podľa aktuálneho dátumu).
Struktúra a emisné procesy
Krabia hmlovina má bohatú filamentárnu štruktúru tvorenú ionizovaným plynom (predovšetkým vodík, kyslík, síra) a prachom. Centrálnu časť tvorí jasné, širokopásmové záříace „synchrotronové“ spektrum — ktorého zdrojom sú vysoko relativistické elektróny a magnetické pole hnacie pulzarom. Synchrotronové žiarenie pokrýva obrovské spektrum od gama zábleskov cez röntgenové a optické až po rádiové vlny. Vysokoenergetické röntgenové a gama pozorovania odhalili vnútornú štruktúru s torusom, jetmi a pohyblivými „vlnkami“ (wisps), ktoré vznikajú pri interakcii pulzárového vetra s okolitým plynom.
Krabí pulzar
V centre hmloviny leží Krabí pulzar, neutrónová hviezda vzniknutá pri kolapse jadra zaniknutej hviezdy. Pulzar rotuje približne 30,2-krát za sekundu (perioda ≈33 ms) a jeho rotácia generuje silný prúd častíc a magnetické pole — tzv. pulzárový vietor, ktorý napája synchrotronovú hmlovinu. Pulzar vyžaruje impulzy žiarenia v rádiových, optických, röntgenových i gama pásmach; je známy tiež svojimi občasnými „glitčmi“ (náhlymi zmenami rotačnej frekvencie) a silnými rádiovými „giant pulses“.
Vedecký význam a pozorovania
Krabia hmlovina zohrala v dejinách astronómie dôležitú úlohu: bola prvým objektom, ktorý sa jednoznačne spojil s historicky zaznamenanou supernovou (SN 1054), a je jedným z najintenzívnejšie študovaných zdrojov vo všetkých oblastiach elektromagnetického spektra. Pozorovania pomohli objasniť fyziku pulzárov, urýchľovanie častíc na veľmi vysoké energie a mechanizmy synchrotronového žiarenia.
Krabiu hmlovinu používajú astronómovia aj prakticky: jej stabilné širokopásmové žiarenie slúži často ako kalibračný zdroj pre rádiové, optické a röntgenové prístroje. V 50. a 60. rokoch 20. storočia boli na základe pozorovaní rádiových vĺn z Kraba skúmané vlastnosti slnečnej koróny počas zatmení signálu; v roku 2003 sa zase využilo zablokovanie röntgenového žiarenia z hmloviny pri prechode telesa pred ňou na meranie hrúbky atmosféry Saturnovho mesiaca Titan.
Aktuálne objavy
V posledných desaťročiach priniesli vysokého rozlíšenia pozorovania (najmä v röntgene a gama) nové objavy, vrátane krátkodobých gama zábleskov a flárov, ktoré naznačujú extrémne a rýchle urýchľovanie častíc v hmlovine. Tieto javy sú predmetom intenzívneho výskumu, pretože testujú fyziku magnetického poľa a zrážok nabitých častíc v prostredí blízkom pulzaru.
Oblačné pozostatky SN 1054 sú dnes všeobecne známe ako Krabia hmlovina, často označovaná aj ako Messier 1 alebo M1 — prvý objekt v katalógu Charlesa Messiera z roku 1758.
Energetické úrovne
Predchádzajúca analýza ukázala, že pri energiách röntgenového a gama žiarenia nad 30 keV je Krab najsilnejším stálym zdrojom na oblohe. Bolo známe, že jeho tok (energia emisie) je vyšší ako 1012 eV.
Nedávne práce však ukázali, že úroveň energie je oveľa vyššia, ako sa doteraz predpokladalo. Vedci zistili emisie s energiou viac ako 100 GeV (gigaelektrónvoltov), čo je 100 miliárd krát viac ako viditeľné svetlo.
Pôvod
Vznik Krabie hmloviny zodpovedá jasnej supernove SN 1054, ktorú zaznamenali čínski astronómovia v roku 1054 nášho letopočtu. Krabia hmlovina bola prvýkrát pozorovaná v roku 1731 Johnom Bevisom. Mlhovinu nezávisle od neho znovu objavil v roku 1758 Charles Messier, keď pozoroval jasnú kométu. Messier ju katalogizoval ako prvú položku vo svojom katalógu objektov podobných kométam. Gróf Rosse pozoroval hmlovinu na hrade Birr v roku 1848 a nazval ju Krabia hmlovina, pretože na kresbe, ktorú vytvoril, vyzerala ako krab.
Začiatkom 20. storočia analýza prvých fotografií hmloviny, ktoré boli urobené s odstupom niekoľkých rokov, odhalila, že sa hmlovina rozpína. Sledovanie expanzie späť ukázalo, že hmlovina sa musela stať viditeľnou na Zemi približne pred 900 rokmi. Historické záznamy odhalili, že v roku 1054 zaznamenali čínski astronómovia v tej istej časti oblohy novú hviezdu dostatočne jasnú na to, aby bola viditeľná počas dňa. Vzhľadom na jej veľkú vzdialenosť mohla byť denná "hosťujúca hviezda", ktorú pozorovali Číňania, iba supernovou - masívnou, vybuchujúcou hviezdou, ktorá vyčerpala svoje zásoby energie z jadrovej fúzie a zrútila sa do seba.
Nedávna analýza historických záznamov ukázala, že supernova, ktorá vytvorila Krabie hmloviny, sa pravdepodobne objavila v apríli alebo začiatkom mája a do júla dosiahla maximálnu jasnosť medzi zdanlivou magnitúdou -7 a -4,5 (jasnejšia ako všetko na nočnej oblohe okrem Mesiaca). Supernova bola viditeľná voľným okom približne dva roky po jej prvom pozorovaní. Vďaka zaznamenaným pozorovaniam astronómov z Ďalekého a Stredného východu z roku 1054 sa Krabia hmlovina stala prvým astronomickým objektom, ktorý bol uznaný ako súvisiaci s výbuchom supernovy.
Prehrávanie médií Video Krabia hmlovina od NASA
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to Krabia hmlovina?
Odpoveď: Krabia hmlovina je pozostatok po supernove a "pulzačná veterná hmlovina" v súhvezdí Býka. Prvýkrát ju pozoroval John Bevis v roku 1731 a zodpovedá jasnej supernove, ktorú zaznamenali čínski a islamskí astronómovia v roku 1054.
Otázka: Ako ďaleko od Zeme sa nachádza Krabia hmlovina?
Odpoveď: Krabia hmlovina je od Zeme vzdialená približne 6 500 svetelných rokov (2 kpc).
Otázka: Čo sa nachádza v strede hmloviny?
Odpoveď: V strede hmloviny leží Krabí pulzar, čo je neutrónová hviezda, ktorá vysiela impulzy žiarenia od zábleskov gama až po rádiové vlny s frekvenciou otáčania 30,2 krát za sekundu.
Otázka: Kto mu dal meno?
Odpoveď: Súčasné meno mu dal v roku 1840 astronóm William Parsons.
Otázka: Do ktorej časti našej galaxie patrí?
Odpoveď: Krabia hmlovina patrí do Perzejského ramena našej Galaxie.
Otázka: Ako rýchlo sa rozpína?
Odpoveď: Mlhovina sa rozpína rýchlosťou približne 1 500 kilometrov za sekundu.
Otázka: Akým spôsobom vedci využili pozorovania tohto objektu na výskumné účely?
Odpoveď: Vedci použili pozorovania z tohto objektu na zmapovanie slnečnej koróny, meranie hrúbky atmosféry Saturnovho mesiaca Titan a štúdium nebeských telies medzi ním a nami.
Prehľadať