Krabi-udu (M1, Messier 1, NGC 1952) – supernoova jäänuk ja pulsar Sõnnis

Krabi-udu (katalooginimetus M1, NGC 1952, Taurus A) on supernoova jäänuk ja nn "pulsarituule-udu" Sõnni tähtkujus. Nebulat täheldas John Bevis 1731. aastal; see vastab Hiina ja islami astronoomide poolt 1054. aastal registreeritud heledale supernoovale. Aastal 1840 andis astronoom William Parsons sellele tänapäevase nime.

Asukoht, suurus ja vanus

Nebula on Maast umbes 6500 valgusaasta (2 kpc) kaugusel ja paikneb Sõnni tähtkujus. Selle läbimõõt on umbes 11 ly (3,4 pc) ning udukogu laieneb ligikaudu 1500 kilomeetrit sekundis. Supernoova plahvatus, mida ajaloolised allikad kirjeldavad sündmusena SN 1054, toimus 1054. aastal — seega on Krabi-udu praegu ligikaudu 970 aastat vana.

Struktuur ja kiirgus

Krabi-udu koosneb kaksest põhilisest komponendist: heledatest filamentidest (ioniseeritud gaas ja raskemad elemendid nagu hapnik ja lämmastik) ning laialivalguvast, siledamast pulssi‑tuulega seotud udukogumist, mis kiirgab peamiselt sünkrotrontkiirgust. See sünkrotronkiirgus tekib kiirete elektronite ja tugevate magnetväljade koostoimest ning annab nebulale tema iseloomuliku laia spektrilise katvuse — alates raudio‑ ja optilistest lainepikkustest kuni röntgeni ja gammakiirguseni.

Krabi pulsar

Nebula keskmes asuv Krabi pulsar on pöörlev neutrontäht (ligikaudu 28–30 km läbimõõduga), mis kiirgab regulaarselt impulsse kogu elektromagnetilisest spektrist, alates gammakiirgusest kuni raadiolaineteni, pöörledes umbes 30,2 korda sekundis (period ~33 ms). Pulsari kiire pöörlemine ja tugev magnetväli tekitavad pulsarituule — kõrgeenergeetiliste osakeste voogu — mis toidab ümberringi asuvat udukogu ja põhjustab selle särava sünkrotrontkiirguse. Krabi pulsar avastati 1960ndatel ja on olnud oluline objekt pulsaruuringute ning neutronitähtede füüsika mõistmisel.

Ajalooline ja teaduslik tähtsus

SN 1054 kirjalikud andmed (peamiselt Hiina ja islami allikad) võimaldasid siduda tänapäevase udu ajaloolise supernoovaga ning määrata selle vanuse.
Krabi-udu on üks kõige põhjalikumalt uuritud supernoova jäänukeid ja on teaduses olnud standardtähiseks, mida kasutatakse instrumendikalibreerimisel ja erinevate lainepikkuste võrdleval analüüsil.
Udukogumik on kasutanud ka taustvalgusallikana — 1950. ja 1960. aastatel kaardistati Päikese koroona uurides Krabist läbivat raadiokiirgust; 2003. aastal mõõdeti näiteks Saturni kuu Titaani atmosfääri paksust, kui see blokeeris nebulast lähtuvat röntgenkiirgust.

Muud tähelepanekud

Krabi-udu näitab hästi, kuidas ühe supernoova järeltekke energiline kompaktne allikas (pulsar) võib toita kogu ümbruse kiirgusvälja ning kujundada nähtavat morfoloogiat. Uurimised erinevatel lainepikkustel (raadio, optiline, röntgen, gammakiirgus) annavad edasihoitva pildi osakeste kiirendamise protsessidest, magnetväljade struktuurist ja supernoova jääkmassi koostisest. Nebula on osa Linnutee galaktika suuremast struktuurist ja paikneb Perseuse hargu lähistel.

SN 1054 hägused jäänused on nüüd tuntud kui Krabi-udu. Nebulat nimetatakse ka Messier 1 ehk M1 — see on Messier'i kataloogis üks tuntumaid objekte.

Energiatasemed

Varasemad analüüsid näitasid, et röntgen- ja gammakiirguse energiaga üle 30 keV on Krabi tugevaim püsiv kiirgusallikas taevas. Tema kiirgusvoog (energiaemissioon) oli teadaolevalt üle ¹⁰¹² eV.

Hiljutine töö on aga näidanud, et energiatasemed on palju kõrgemad, kui varem arvati. Teadlased leidsid heitkoguseid rohkem kui 100 GeV (gigaelektronvolt) - 100 miljardit korda suurema energiaga kui nähtav valgus.

Päritolu

Krabi-udu tekkimine vastab heledale SN 1054 supernoovale, mille Hiina astronoomid registreerisid 1054. aastal pKr. Krabi-udu ise täheldas esimest korda 1731. aastal John Bevis. Sõltumatult avastas udukogu uuesti 1758. aastal Charles Messier, kui ta vaatles heledat komeeti. Messier kandis selle esimesena oma komeedilaadsete objektide kataloogi. Rosse'i krahv vaatles udukogu 1848. aastal Birr Castle'is ja nimetas seda objekti krabinoblikuks, sest tema tehtud joonis nägi välja nagu krabin.

20. sajandi alguses näitas mitme aasta tagant tehtud varajaste fotode analüüs, et udukogu laieneb. Paisumise jälgimine näitas, et udukogu pidi muutuma Maale nähtavaks umbes 900 aastat tagasi. Ajaloolised andmed näitasid, et Hiina astronoomid olid 1054. aastal registreerinud samas taevapiirkonnas uue tähe, mis oli piisavalt hele, et seda päeval näha. Arvestades selle suurt kaugust, võis hiinlaste poolt täheldatud päevane "külalistäht" olla ainult supernoova - massiivne, plahvatav täht, mis oli ammendanud oma tuumasünteesi energiavarud ja kukkunud endasse.

Hiljutine ajalooliste andmete analüüs on näidanud, et Krabisudu tekitanud supernoova ilmus tõenäoliselt aprillis või mai alguses ning saavutas juulis oma maksimaalse heleduse, mis jääb vahemikku -7 kuni -4,5 (heledam kui kõik muu öötaevas, välja arvatud Kuu ). Supernoova oli palja silmaga nähtav umbes kaks aastat pärast esimest vaatlust. Tänu Kaug-Ida ja Lähis-Ida astronoomide 1054. aasta registreeritud vaatlustele sai Krabi-udu esimeseks astronoomiliseks objektiks, mis tunnistati supernoovaplahvatusega seotuks.

Mängi meediat NASA video Krabi udust

Küsimused ja vastused

K: Mis on krabinahk?

V: Krabi-udu on supernoova jäänuk ja "pulsarituule udukogu" Sõnni tähtkujus. Seda täheldas esmakordselt John Bevis 1731. aastal ja see vastab hiina ja islami astronoomide poolt 1054. aastal registreeritud heledale supernoovale.

K: Kui kaugel Maast on Krabi-udu?

V: Krabi-udu on Maast umbes 6500 valgusaasta (2 kpc) kaugusel.

K: Mis asub udukogu keskmes?

V: Nebula keskmes asub Krabi pulsar, mis on neutrontäht, mis kiirgab kiirgusimpulsse gammakiirguse pursetest kuni raadiolaineteni 30,2 korda sekundis pöörlemiskiirusega.

Küsimus: Kes andis talle nime?

V: Astronoom William Parsons andis sellele 1840. aastal oma praeguse nime.

K: Millisesse ossa meie galaktikat see kuulub?

V: Krabi-udu kuulub meie Linnutee galaktika Perseuse haru ossa.

K: Kui kiiresti ta laieneb?

V: Udukogu laieneb umbes 1500 kilomeetrit sekundis.

K: Kuidas on teadlased kasutanud selle objekti vaatlusi teaduslikel eesmärkidel?

V: Teadlased on kasutanud selle objekti vaatlusi Päikese koroona kaardistamiseks, Saturni kuu Titani atmosfääri paksuse mõõtmiseks ja selle ja meie vahel asuvate taevakehade uurimiseks.