Две знаменитые туманности: двадцать лет эволюции в рентгеновских лучах
Космическая обсерватория «Чандра» опубликовала анимированные изображения Крабовидной туманности и Туманности Кассиопея A в рентгеновском спектре за двадцать лет наблюдений. Два ролика-таймлапса показывают изменение за время наблюдений двух наиболее известных объектов глубокого космоса. На снимках видно, как нейтронная звезда в Крабовидной туманности выбрасывает высокоэнергетические частицы, а Кассиопея A изменяет свою форму. Крабовидная туманность — результат взрыва Сверхновой, которую в 1054 году наблюдали и в Китае, […]
Космическая обсерватория «Чандра» опубликовала анимированные изображения Крабовидной туманности и Туманности Кассиопея A в рентгеновском спектре за двадцать лет наблюдений. Два ролика-таймлапса показывают изменение за время наблюдений двух наиболее известных объектов глубокого космоса. На снимках видно, как нейтронная звезда в Крабовидной туманности выбрасывает высокоэнергетические частицы, а Кассиопея A изменяет свою форму.
Крабовидная туманность — результат взрыва Сверхновой, которую в 1054 году наблюдали и в Китае, и в Европе. Звезда находится на расстоянии 6500 лет от Земли в созвездии Тельца. Теперь в центре этого объекта остаток Сверхновой — нейтронная звезда, сверхплотный объект, который обращается со скоростью 30 оборотов в секунду. Такие пульсации излучения от звезды можно наблюдать на Земле. По мере замедления вращения пульсар выбрасывает в пространство огромное количество энергии. В частности, высокоскоростной звёздный ветер из частиц материи и антиматерии врезается в туманность, образовавшуюся после взрыва, и создаёт ударную волну. Она видна даже на статичных снимках как кольцо, окружающее место взрыва звезды. Перпендикулярно кольцу распространяются струи звёздного ветра.
«Чандра» наблюдает Крабовидную туманность с самого начала своего функционирования. Раньше команда телескопа также выпускала анимированные ролики изменений в туманности. Но эти ролики включали результаты только нескольких месяцев наблюдений в 2000 и в 2010 году. Новое видео за 22 года наблюдений подчёркивает флуктуации структуры включая изменения формы двух потоков звёздного ветра от полюсов нейтронной звезды.
Второй объект — Туманность Кассиопеи, или Cassiopeia A. Это также остаток Сверхновой, взрыв которой должен был быть виден на Земле около 1690 года. Об этом событии, хоть оно и произошло в Новое время, нет однозначных записей, в отличие от Сверхновых Кеплера и Тихо Браге столетием ранее. Возможно, это объясняется значительным удалением звезды — 11 тысяч световых лет, поэтому она могла быть видна с блеском (видимой магнитудой) около +6. Неудивительно, что записи о новой звезде в этой области неба оставили только несколько астрономов, и неясно, наблюдали ли они именно этот объект. Точно так же неясно, в каком году мог быть видимым взрыв — есть, например, предположение, что это мог быть даже 1630-й, и звезда, согласно хроникам, «ознаменовала» рождение очередного короля Англии (Чарльза II) — за полвека до предполагаемой даты.
Раньше команда «Чандры» уже выпускала таймлапсы Кассиопеи A, самый длинный из которых охватывал период наблюдений 2000-2013 годов. Новый фильм существенно длиннее и показывает эволюцию объекта с 2000 по 2019 годы.
Внешний регион Кассиопеи A — расширяющаяся ударная волна от взрыва звезды. По мере продвижения ударной волны от сравнительно недавнего взрыва она замедляется, «тормозясь» о межзвёздный материал, в результате чего возникает вторичная ударная волна, которая распространяется уже в обратном направлении. На таймлапсе за 19 лет, хоть он не такой выразительный, как для Крабовидной туманности, тем не менее можно наблюдать развитие этих двух процессов.
Cas A — один из самых наблюдаемых объектов в зоне интереса «Чандры». В 1999 году снимок Кассиопеи A стал официальным «первым пробным снимком», то есть first light нового телескопа. С первых же наблюдений после запуска телескоп обнаружил точечный источник рентгеновских лучей в центре туманности, впоследствии было подтвержден, что это действительно нейтронная звезда — остаток взрыва Сверхновой. Популярность Кассиопеи A у астрофизиков связана с тем, что в её нейтронной звезде предполагают существование особой фазы вещества — сверхтекучей жидкости. Это в частности привело к неустойчивости распределения вещества в звезде перед взрывом: звезда в процессе взрыва как бы «вывернулась наизнанку», и наиболее тяжёлые элементы (железо, кремний), которые перед взрывом должны были находиться в центре звезды, разлетелись до внешнего края туманности.