Nebuloasa vazuta ca niciodata pana acum
Pe 22 februarie 1971, o racheta de sondare a decolat de pe Insula Wallops, Virginia, cu senzori specializati indreptati catre Nebuloasa Crabului, un obiect cosmic stralucitor aflat la 6.500 de ani lumina distanta.
In acele vremuri, inainte de a recupera benzile fizice din experiment, oamenii de stiinta au primit mai intai datele stiintifice pe un inregistrator cu banda, un dispozitiv care imprima semnale pe hartie.
Astronomul Martin Weisskopf si colegii sai si-au inceput analiza in ziua lansarii, masurand distanta dintre semnale folosind o rigla si un creion.
„Ceea ce face stiinta atat de frumoasa si de incitanta este ca, in cateva momente, vezi ceva ce nimeni nu a mai vazut pana atunci”, a spus Weisskopf, acum astronom emerit la Centrul de Zbor Spatial Marshall al NASA din Huntsville, Alabama.
Decenii mai tarziu, Weisskopf a propus dezvoltarea unui satelit cu instrumente puternice care orbiteaza Pamantul si care ar putea face masuratori mult mai detaliate despre Nebuloasa Crabului si alte obiecte cosmice misterioase.
Acel satelit a devenit Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) al NASA, care a fost lansat pe 9 decembrie 2021.
Imagini si date noi despre Nebuloasa Crabului
Acum, la mai bine de 50 de ani de la experimentul cu racheta de sondare, oamenii de stiinta au folosit IXPE pentru a crea o harta detaliata si nuantata a campului magnetic al Nebuloasei Crabului, dezvaluind mai mult din fenomenele care au loc in interiorul acesteia decat oricand inainte.
Noile rezultate, acceptate pentru publicare in revista Nature Astronomy, ajuta la rezolvarea misterelor de lunga durata despre atat de mult studiata Nebuloasa a Crabului si deschid noi intrebari pentru studiile viitoare.
Datele IXPE arata ca acest camp magnetic al Nebuloasei Crabului seamana cu cel al Nebuloasei Vela Pulsar Wind, care are, de asemenea, forma unei gogosi.
Dar in acest caz, oamenii de stiinta au fost surprinsi de faptul ca zonele de turbulenta ale campului magnetic erau mai neregulate si mai asimetrice decat se asteptau.
„Acesta este un indiciu clar ca chiar si modelele mai complexe dezvoltate in trecut, cu utilizarea tehnicilor numerice avansate, nu surprind pe deplin complexitatea acestui obiect”, a declarat Niccolò Bucciantini, autorul principal al studiului si astronom la INAF. Observatorul Arcetri din Florenta, Italia.
Cum s-a format nebuloasa
Obiect de studiu preferat in randul astronomilor, Nebuloasa Crabului a rezultat dintr-o supernova documentata in anul 1054.
Explozia a lasat in urma un obiect dens numit Pulsarul Crabului, cam de diametrul lui Huntsville, Alabama sau lungimea Manhattanului, dar cu o masa de aproximativ doua mase solare.
Amestec haotic de gaze, unde de soc, campuri magnetice, lumina de inalta energie si particule care provin de la pulsarul rotative, aceasta este numita in mod colectiv „nebuloasa vantului de pulsar ”. Aceste conditii extreme creeaza un mediu bizar care nu este inca inteles pe deplin.
Weisskopf si colegii lor sperau sa inteleaga acest mediu extrem intr-un mod nou, masurand polarizarea razelor X din Nebuloasa Crabului, care straluceste puternic in razele X.
Polarizarea cu raze X ofera oamenilor de stiinta indicii despre directia in care se indreapta campul magnetic in diferite parti ale unui obiect cosmic, precum si cat de bine ordonat este acest camp magnetic.
Geometria campului magnetic si turbulenta determina modul in care particulele sunt catapultate catre viteza luminii.
O scurta istorie a observatiilor
In cele cinci minute in care experimentul cu racheta de sondare din 1971 a petrecut deasupra atmosferei Pamantului, a produs primele masuratori de polarizare a razelor X din lume.
Oamenii de stiinta au continuat cu un satelit numit OSO-8 in 1975, care a masurat si polarizarea razelor X a Nebuloasei Crabului. Racheta si satelitul au produs in general acelasi rezultat: Nebuloasa Crabului are o polarizare medie de aproximativ 20%.
In calitate de om de stiinta al Observatorului de raze X Chandra al NASA, care a fost lansat in 1999, Weisskopf si-a continuat explorarea Nebuloasei Crabului in moduri noi.
Cu Chandra „am facut imagini frumoase ale nebuloasei si pulsarului si am putut vedea jeturile si diferitele structuri ale acestora”, a spus el.
Imaginile cu raze X ale Chandra au scos la iveala structuri asemanatoare unor fire care se misca in nebuloasa si i-au ajutat pe oamenii de stiinta sa inteleaga in continuare relatia dintre energia pulsarului si emisiile de raze X.
Aproape fiecare telescop mare de pe Pamant s-a indreptat recent spre Nebuloasa Crabului pentru a intelege mai bine aceasta ramasita misterioasa de supernova.
Dar numai IXPE poate studia razele X in ceea ce priveste polarizarea, o masura a organizarii campurilor electromagnetice.
„Crabul este unul dintre cele mai studiate obiecte astrofizice de inalta energie de pe cer. Astfel, este extrem de interesant ca am putea afla ceva nou despre acest sistem privind prin „lentilele polarizate” ale IXPE”, a spus Michela Negro, cercetator la NASA Goddard Space Flight si co-autor al studiului.
Ce a descoperit IXPE despre Nebuloasa Crabului
In intreaga nebuloasa, IXPE a gasit aproximativ aceeasi polarizare medie ca si Weisskopf si colegii sai in anii 1970.
Insa, cu instrumente mai sofisticate, IXPE a reusit sa rafineze unghiul de polarizare si sa examineze diferentele de polarizare pe intregul obiect.
Oamenii de stiinta au observat zone cu polarizare mare in regiunile exterioare ale nebuloasei, la ani lumina distanta de pulsar, unde polarizarea ar trebui sa fie mai mica.
Acest lucru le-a permis sa investigheze nu doar razele X din Nebuloasa Crabului, ci si pe cele care provin de la pulsarul insusi sau sfera campurilor magnetice din jurul acestuia.
Descoperirile sugereaza ca acele raze X provin din regiunea exterioara a campului magnetic, numita regiunea „vantului”, desi exact unde si cum este inca necunoscut.
In campul magnetic, socurile generate de „vantul” pulsarului propulseaza particule aproape de viteza luminii.
„Sunt foarte mandru de toti cei asociati cu IXPE”, a spus Weisskopf, care a fost primul investigator principal al misiunii.
Reflectand la munca sa si la experimentul din 1971 care a pus bazele noilor rezultate, Weisskopf a afirmat: „Parca cineva mi-a spus: „Martin, ai facut bine”.
Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!
Sursa: phys.org, nasa.gov, space.com.
Credit: IXPE/NASA/STScl, Chandra/CXC/SAO, K. Arcand & L. Frattare, Bucciantini et al., JPL-Caltech.
Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.
Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.
Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.
Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.