How big is Крабоподібна туманність?

Крабоподібна туманність — це хмара газу, що лишилася від зорі, яка вибухнула як наднова (так називають бурхливу загибель зорі). Цей вибух спостерігали із Землі 1054 року. Туманність віддалена від Землі приблизно на 6 500 світлових років і розташована в сузір’ї Телець. Світловий рік — це відстань, яку світло проходить за один рік, приблизно 9,46 трильйона кілометрів. Туманність овальна, завдовжки приблизно 13 світлових років і завширшки приблизно 9 світлових років, тож у середньому її поперечник становить близько 11 світлових років, або 110 трильйонів кілометрів.

Розмір

На небі Крабоподібна туманність займає приблизно 7 на 5 кутових хвилин, де кутова хвилина — це 1/60 градуса. Кут стає довжиною лише тоді, коли відома відстань. За відстані 6 500 світлових років, яку дає НАСА, туманність має завдовжки приблизно 13 світлових років, а завширшки приблизно 9. Команда рентгенівської обсерваторії НАСА «Чандра» описує її розмір як близько 10 світлових років у поперечнику.

Відстань — головна невизначеність. Каталог залишків наднових, який веде Кембриджський університет, дає приблизно 6 200 світлових років. Цю відстань отримано з паралакса нейтронної зорі, тобто з невеликого зсуву її положення, коли Земля обертається навколо Сонця. Старіші оцінки лежать у межах від приблизно 5 500 до 7 800 світлових років. У цьому діапазоні довжина туманності могла б бути будь-якою від приблизно 11 до 16 світлових років.

У трьох вимірах туманність теж не є акуратним овалом. У дослідженні 2021 року виміряли, як швидко її світний газ рухається до Землі й від неї, і за цими даними відтворили її форму в 3D. Дослідження виявило форму, схожу на серце: світного газу далі ніж приблизно 6,5 світлового року від центру немає.

Порівняння розмірів

Чорний стовп, вежа з газу заввишки 9,5 світлового року в туманності Орла, трохи коротший за середню ширину Крабоподібної туманності.
Туманність Оріона, у поперечнику близько 24 світлових років, приблизно вдвічі ширша за Крабоподібну туманність.
Довжина Крабоподібної туманності приблизно втричі більша за відстань від Сонця до Проксими Центавра, найближчої зорі, віддаленої на 4,2 світлового року.
Якби туманність зменшили до розміру Землі, нейтронна зоря в центрі туманності була б порошинкою завширшки приблизно 3 мікрометри — це приблизно тридцята частка ширини людської волосини. Мікрометр — це мільйонна частка метра.

Наднова 1054 року

1054 року астрономи в Китаї зафіксували «зорю-гостю», яку було видно на денному небі майже місяць. Астрономи в Японії теж її бачили. Крабоподібна туманність — це рештки того вибуху, що розширюються.

Англійський астроном Джон Бевіс відкрив туманність 1731 року. Пізніше Шарль Мессьє помилково взяв її за комету Галлея, і ця помилка спонукала його скласти каталог об’єктів, які можна сплутати з кометами. Крабоподібна туманність — перший запис у цьому каталозі, Мессьє 1. Назва походить від малюнка, зробленого 1844 року ірландським астрономом лордом Россом.

Якщо простежити рух волокон туманності у зворотному напрямку, виходить вибух близько 1130 року — приблизно на три чверті століття пізніше за записану дату. Астрономи пояснюють цю розбіжність вітром частинок нейтронної зорі, який прискорював газ від часу вибуху.

Пульсар у центрі

У центрі туманності міститься нейтронна зоря — стиснуте ядро зорі, що вибухнула. Вона вміщує приблизно масу Сонця в кулі діаметром близько 25 кілометрів. Таку ширину виміряв телескоп НАСА NICER для інших нейтронних зір; діаметр зорі в Крабоподібній туманності ніколи не вимірювали. Зоря обертається близько 30 разів на секунду й, як маяк, водить двома пучками випромінювання по космосу, тому здається, що вона пульсує. Нейтронну зорю, що обертається й так спостерігається, називають пульсаром.

Пульсар живить світіння туманності. Він вливає в туманність частинки високих енергій, а електрони, що рухаються майже зі швидкістю світла, закручуються спіраллю навколо ліній магнітного поля й випромінюють блакитнувате світло всередині туманності. На знімках «Габбла» оранжеві волокна навколо блакитнуватого світла — це подерті рештки зорі, що складаються здебільшого з водню.