ما حجم سديم السرطان؟

سديم السرطان سحابة من الغاز خلّفها نجم انفجر في صورة مستعر أعظم — وهو الموت العنيف لنجم — ورُصد انفجاره من الأرض عام 1054. يقع على بعد نحو 6,500 سنة ضوئية في كوكبة الثور. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة، وتبلغ نحو 9.46 تريليون كيلومتر. السديم بيضاوي الشكل، طوله نحو 13 سنة ضوئية وعرضه نحو 9 سنوات ضوئية، لذا يبلغ عرضه في المتوسط نحو 11 سنة ضوئية، أي 110 تريليون كيلومتر.

الحجم

يغطي سديم السرطان في السماء نحو 7 في 5 دقائق قوسية، والدقيقة القوسية هي 1/60 من الدرجة. ولا تتحول الزاوية إلى طول إلا إذا عُرفت المسافة. وعلى المسافة التي تعتمدها ناسا، وهي 6,500 سنة ضوئية، يبلغ طول السديم نحو 13 سنة ضوئية وعرضه نحو 9 سنوات ضوئية. ويصفه الفريق القائم على مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا بأن عرضه نحو 10 سنوات ضوئية.

المسافة هي مصدر عدم اليقين الرئيس. يعطي فهرس لبقايا المستعرات العظمى تحتفظ به جامعة كامبريدج مسافة نحو 6,200 سنة ضوئية، استنادًا إلى اختلاف المنظر للنجم النيوتروني، وهو الإزاحة الصغيرة في موضعه الظاهر أثناء دوران الأرض حول الشمس. وتتراوح التقديرات الأقدم بين نحو 5,500 و7,800 سنة ضوئية. وضمن هذا المدى قد يتراوح طول السديم بين نحو 11 و16 سنة ضوئية.

كما أن السديم ليس بيضاويًا منتظمًا في أبعاده الثلاثة. قاست دراسة أجريت عام 2021 سرعة حركة غازه المتوهج نحو الأرض وبعيدًا عنها، واستخدمت ذلك لإعادة بناء شكله بثلاثة أبعاد. ووجدت شكلًا يشبه القلب، لا يوجد فيه غاز متوهج على بعد يزيد على نحو 6.5 سنة ضوئية من المركز.

مقارنات الحجم

العمود الأسود، وهو برج من الغاز في سديم النسر ارتفاعه 9.5 سنة ضوئية، أقصر قليلًا من متوسط عرض سديم السرطان.
سديم الجبار، وعرضه نحو 24 سنة ضوئية، يبلغ عرضه نحو ضعف عرض سديم السرطان.
يبلغ طول سديم السرطان نحو ثلاثة أضعاف المسافة بين الشمس وقنطورس الأقرب، وهو أقرب نجم، ويبعد 4.2 سنة ضوئية.
لو جرى تصغير السديم إلى حجم الأرض، لكان النجم النيوتروني في مركزه نقطة صغيرة بقطر نحو 3 ميكرومترات، أي نحو جزء من 30 من سمك شعرة الإنسان. الميكرومتر جزء من مليون من المتر.

المستعر الأعظم لعام 1054

في عام 1054 سجّل علماء فلك في الصين «نجمًا ضيفًا» ظل يُرى في سماء النهار قرابة شهر. ورآه علماء الفلك في اليابان أيضًا. وسديم السرطان هو الحطام المتمدد لذلك الانفجار.

اكتشف عالم الفلك الإنجليزي جون بيفيس السديم عام 1731. ثم ظنّه شارل مسييه لاحقًا مذنب هالي عن طريق الخطأ، فدفعه هذا الخطأ إلى البدء بفهرس للأجرام التي قد تلتبس بالمذنبات. وسديم السرطان هو أول مدخل في هذا الفهرس، ويحمل الرمز مسييه 1. ويعود اسمه إلى رسم أنجزه عام 1844 عالم الفلك الأيرلندي اللورد روس.

يشير تتبّع حركة خيوط السديم إلى الوراء إلى انفجار وقع نحو عام 1130، أي بعد التاريخ المسجل بنحو ثلاثة أرباع قرن. ويفسر علماء الفلك هذه الفجوة برياح الجسيمات التي يطلقها النجم النيوتروني، وقد سرّعت الغاز منذ الانفجار.

النجم النابض في المركز

في مركز السديم نجم نيوتروني، وهو اللب المسحوق للنجم الذي انفجر. يحشر هذا النجم كتلة تقارب كتلة الشمس في كرة قطرها نحو 25 كيلومترًا. وهذا هو القطر الذي قاسه تلسكوب نايسر التابع لناسا لنجوم نيوترونية أخرى؛ أما قطر النجم النيوتروني في سديم السرطان نفسه فلم يُقَس قط. يدور نحو 30 مرة في الثانية ويمسح الفضاء بحزمتين من الإشعاع كما تفعل المنارة، فيبدو كأنه ينبض. ويُسمى النجم النيوتروني الدوّار الذي يُرى على هذا النحو نجمًا نابضًا.

يمدّ النجم النابض توهج السديم بالطاقة. فهو يصبّ جسيمات عالية الطاقة في السديم، وتدور إلكترونات تتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء حلزونيًا حول خطوط المجال المغناطيسي، فتُصدر الضوء المزرق داخل السديم. وفي صور هابل، الخيوط البرتقالية المحيطة بالضوء المزرق هي بقايا النجم الممزقة، وهي في معظمها هيدروجين.