מה הגודל של ערפילית הסרטן?

ערפילית הסרטן היא ענן הגז שנותר אחרי שכוכב התפוצץ כסופרנובה, מותו האלים של כוכב. את הפיצוץ ראו מכדור הארץ בשנת 1054. הערפילית נמצאת במרחק של כ-6,500 שנות אור בקבוצת הכוכבים שור. שנת אור היא המרחק שהאור עובר בשנה אחת, כ-9.46 טריליון קילומטרים. הערפילית בצורת אליפסה, באורך כ-13 שנות אור וברוחב כ-9 שנות אור, ולכן רוחבה הממוצע כ-11 שנות אור, או 110 טריליון קילומטרים.

גודל

בשמיים ערפילית הסרטן משתרעת על פני כ-7 על 5 דקות קשת, כאשר דקת קשת היא 1/60 של מעלה. זווית הופכת לאורך רק כשהמרחק ידוע. במרחק של 6,500 שנות אור, כפי שמציינת נאס"א, אורך הערפילית כ-13 שנות אור ורוחבה כ-9 שנות אור. הצוות שמאחורי מצפה הרנטגן צ'נדרה של נאס"א מתאר אותה כבעלת רוחב של כ-10 שנות אור.

המרחק הוא מקור אי-הוודאות העיקרי. קטלוג של שרידי סופרנובות, המתנהל באוניברסיטת קיימברידג', מציין מרחק של כ-6,200 שנות אור, על סמך הפרלקסה של כוכב הנייטרונים, ההיסט הקטן במיקומו כשכדור הארץ מקיף את השמש. הערכות ישנות יותר נעות בין כ-5,500 ל-7,800 שנות אור. בכל הטווח הזה אורך הערפילית היה יכול להיות בין כ-11 ל-16 שנות אור.

הערפילית אינה אליפסה מסודרת גם בשלושה ממדים. מחקר משנת 2021 מדד באיזו מהירות הגז הזוהר שלה נע לעבר כדור הארץ ומתרחק ממנו, ובאמצעות זה שחזר את צורתה בתלת-ממד. המחקר מצא צורה דמוית לב, שבה אין גז זוהר במרחק של יותר מכ-6.5 שנות אור מהמרכז.

השוואות גודל

• עמוד שחור, מגדל גז בגובה 9.5 שנות אור בערפילית הנשר, נמוך במעט מהרוחב הממוצע של ערפילית הסרטן.
• ערפילית אוריון, ברוחב של כ-24 שנות אור, רחבה בערך פי שניים מערפילית הסרטן.
• אורך ערפילית הסרטן הוא בערך פי שלושה מהמרחק מהשמש לפרוקסימה קנטאורי, הכוכב הקרוב ביותר לשמש, שנמצא במרחק של 4.2 שנות אור ממנה.
• אילו הערפילית הוקטנה לגודל של כדור הארץ, כוכב הנייטרונים במרכזה היה נקודה זעירה ברוחב של כ-3 מיקרומטרים, כ-1/30 מרוחב שערת אדם. מיקרומטר הוא מיליונית המטר.

הסופרנובה של שנת 1054

ב-1054 תיעדו אסטרונומים בסין "כוכב אורח" שנראה בשמי היום במשך כמעט חודש. גם אסטרונומים ביפן ראו אותו. ערפילית הסרטן היא השרידים המתפשטים של הפיצוץ הזה.

האסטרונום האנגלי ג'ון בוויס גילה את הערפילית ב-1731. שארל מסייה חשב מאוחר יותר בטעות שהיא השביט האלי, והטעות הובילה אותו להתחיל קטלוג של עצמים שאפשר לבלבל עם שביטים. ערפילית הסרטן היא הפריט הראשון בקטלוג הזה, מסייה 1. השם בא מציור שצייר ב-1844 האסטרונום האירי לורד רוס.

מעקב אחורה אחר תנועת הסיבים של הערפילית מצביע על פיצוץ בסביבות שנת 1130, כשלושה רבעי מאה מאוחר יותר מהתאריך המתועד. אסטרונומים מסבירים את הפער ברוח החלקיקים של כוכב הנייטרונים, שהאיצה את הגז מאז הפיצוץ.

הפולסר במרכז

במרכז הערפילית נמצא כוכב נייטרונים, הליבה המעוכה של הכוכב שהתפוצץ. הוא דוחס בערך את מסת השמש לתוך כדור ברוחב של כ-25 קילומטרים. זה הרוחב שטלסקופ NICER של נאס"א מדד עבור כוכבי נייטרונים אחרים; הרוחב של כוכב הנייטרונים של הסרטן עצמו מעולם לא נמדד. הוא מסתובב כ-30 פעמים בשנייה ומטאטא את החלל בשתי אלומות קרינה כמו מגדלור, ולכן נראה שהוא פועם. כוכב נייטרונים מסתובב שנצפה כך נקרא פולסר.

הפולסר מספק את האנרגיה לזוהר הערפילית. הוא שופך חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה אל תוך הערפילית, ואלקטרונים הנעים כמעט במהירות האור מתפתלים בספירלה סביב קווי שדה מגנטי ופולטים את האור הכחלחל שבתוכה. בתמונות של האבל, הסיבים הכתומים סביב האור הכחלחל הם שרידיו הקרועים של הכוכב, רובם מימן.

מקורות

• Messier 1 (The Crab Nebula). NASA.
• Most detailed image of the Crab Nebula. ESA/Hubble, 2005.
• The Crab Nebula: A Cosmic Icon. NASA Chandra X-ray Observatory, 2009.
• NASA's NICER Probes the Squeezability of Neutron Stars. NASA, 2021.
• Observatories Combine to Crack Open the Crab Nebula. NASA Chandra X-ray Observatory, 2017.
• G184.6−5.8 (Crab Nebula). In A Catalogue of Galactic Supernova Remnants, 2024 October version. D. A. Green, Cavendish Laboratory, 2024.
• 3D mapping of the Crab Nebula with SITELLE. I. Deconvolution and kinematic reconstruction. Martin et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2021.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• The Eagle has risen: stellar spire in the Eagle Nebula. ESA/Hubble, 2005.
• Deepest Ever Look into Orion. European Southern Observatory, 2016.
• Proxima's orbit around Alpha Centauri. Kervella et al., Astronomy & Astrophysics, 2017.
• Earth Fact Sheet. NASA, 2024.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Coordination Office.