Mengungkap rahasia Nebula Kepiting menggunakan Teleskop Webb milik NASA

Sebuah tim ilmuwan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) milik NASA untuk mendapatkan wawasan baru tentang Nebula Kepiting, sisa supernova yang terletak 6.500 tahun cahaya di konstelasi Taurus.

Penyelidikan ini menggunakan teleskop Instrumen Inframerah Tengah (MIRI) Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) telah menyediakan data yang membantu memperjelas sejarah kompleks Nebula Kepiting. Hasil penelitian ini memiliki implikasi penting bagi pemahaman kita tentang supernova dan evolusi bintang.

Pentingnya sejarah Nebula Kepiting

Nebula Kepiting Ini adalah akibat dari keruntuhan supernova akibat matinya sebuah bintang masif. Ledakan dramatis ini diamati di Bumi pada tahun 1054 M, dan cukup terang untuk dilihat pada siang hari. Nebula yang kita amati saat ini adalah cangkang gas dan debu yang mengembang, yang digerakkan oleh energi dari pulsar, bintang neutron yang berotasi cepat dan bermagnet tinggi.

Komposisi Nebula Kepiting yang tidak biasa Energi ledakan yang sangat rendah sebelumnya dijelaskan oleh supernova penangkap elektron, jenis ledakan langka yang berasal dari bintang dengan inti oksigen, neon, dan magnesium yang kurang berkembang, dibandingkan inti besi yang lebih umum.

Upaya penelitian sebelumnya menghitung total energi kinetik ledakan berdasarkan jumlah dan kecepatan proyektil yang ada. Perhitungan ini menunjukkan bahwa ledakan tersebut berenergi relatif rendah, dan massa bintang nenek moyang diperkirakan antara delapan hingga sepuluh kali massa Matahari, yang mendekati ambang batas bintang yang mengalami kekerasan ekstrem. Kematian supernova. Namun, ketidakkonsistenan, seperti pergerakan cepat pulsar yang teramati, menimbulkan keraguan terhadap teori supernova penangkap elektron.

Wawasan baru dari alat web canggih

itu Data baru dari Teleskop Webb Penjelasan yang diperluas tentang asal usul Nebula Kepiting. Tim yang dipimpin oleh Ty Tamim dari Universitas Princeton, mengumpulkan data spektroskopi dari dua wilayah kecil di dalam filamen internal kanker.

Data ini menunjukkan bahwa pembentukan gas tidak lagi memerlukan ledakan yang memerangkap elektron, namun juga dapat dijelaskan dengan a Supernova yang runtuh dengan inti besi yang lemah. “Komposisi gasnya tidak lagi membutuhkan ledakan untuk menangkap elektron, tapi hal ini juga bisa dijelaskan oleh runtuhnya supernova dengan inti besi yang lemah,” jelas Tamim.

Tim tersebut mengukur rasio kelimpahan nikel terhadap besi (Ni/Fe), yang menurut teori diperkirakan akan jauh lebih tinggi Supernova yang menangkap elektron daripada di A Supernova standar dengan keruntuhan inti. Studi optik dan inframerah-dekat sebelumnya menunjukkan rasio Ni/Fe yang tinggi, sehingga mendukung skenario penangkapan elektron.

Namun, kemampuan inframerah Webb yang canggih memberikan perkiraan yang lebih andal, mengungkapkan bahwa meskipun rasionya masih tinggi dibandingkan Matahari, namun jauh lebih rendah dari perkiraan sebelumnya. Hasil ini membuka kemungkinan bahwa A Supernova dengan inti besi berenergi rendah Juga.

Martin Lamming dari Naval Research Laboratory, salah satu penulis penelitian ini, menekankan perlunya penelitian lebih lanjut: “Saat ini, data spektral dari Webb mencakup dua area kecil kepiting, jadi penting untuk mempelajari lebih lanjut sisa-sisa tersebut. . Mengidentifikasi perbedaan spasial akan menjadi hal yang penting.” Akan menarik untuk melihat apakah kita dapat mengidentifikasi garis emisi dari unsur-unsur lain, seperti kobalt atau germanium.

Memetakan area debu dan emisi

Selain data spektroskopi, tim juga menggunakan data tersebut Ceria Untuk memetakan lingkungan yang lebih luas Nebula KepitingDengan fokus pada distribusi emisi sinkrotron dan debu. Gambar beresolusi tinggi memungkinkan tim untuk mengisolasi dan memetakan emisi debu di dalam nebula untuk pertama kalinya.

Dengan menggabungkan data web Dengan menggunakan data debu hangat dan data debu dingin dari Observatorium Luar Angkasa Herschel, tim menciptakan gambaran menyeluruh tentang distribusi debu, mengungkapkan bahwa filamen luar mengandung debu yang relatif lebih hangat, sementara butiran yang lebih dingin tersebar di dekat bagian tengah.

“Tempat kita melihat debu di Kepiting menarik karena berbeda dari sisa-sisa supernova lainnya, seperti Cassiopeia A dan Supernova 1987A,” kata Nathan Smith dari Steward Observatory di Universitas Arizona, salah satu penulis studi tersebut.

Pada benda-benda tersebut, debunya berada di tengah. Pada kepiting, debu ditemukan pada benang padat pada kulit terluarnya. itu Nebula Kepiting “Hal ini sesuai dengan tradisi dalam astronomi: objek yang paling dekat, paling terang, dan paling banyak dipelajari cenderung menjadi objek yang paling aneh.”

Pentingnya hasil ini

Wawasan baru ini Nebula Kepiting Menekankan pentingnya pemantauan dan analisis berkelanjutan menggunakan alat-alat canggih seperti JWST. Kemampuan untuk mengukur kelimpahan unsur secara lebih tepat dan memetakan distribusi debu dengan resolusi tinggi memberikan para astronom pemahaman yang lebih mendalam tentang proses yang mengatur kehidupan dan kematian bintang.

Ketika tim terus menganalisis data dan memperluas pengamatannya untuk mencakup lebih banyak wilayah nebula, mereka berharap dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan yang belum terselesaikan tentang sifat nebula. Nebula Kepiting Bintang nenek moyang dan jenis ledakan supernova yang menciptakannya.

Hasil studi tersebut dipresentasikan pada Pertemuan Nasional American Astronomical Society (AAS) ke-244 dan diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters. Penelitian yang sedang berlangsung di Nebula Kepiting Penelitian ini menjanjikan penjelasan lebih lanjut tentang mekanisme yang mendorong ledakan supernova dan evolusi sisa-sisa supernova, sehingga berkontribusi pada pemahaman kita yang lebih luas tentang alam semesta.