Migocząca mgławica Krab

Crab
Połączone dane z satelitów rentgenowskich przedstawiają fluktuacje w promieniowaniu mgławicy Krab w ciągu poprzednich 12 lat. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center
Astrofizycy przez długi czas uważali mgławicę Krab za stałą "świecę standardową" w zakresie rentgenowskim. Jednak 12 stycznia na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego Colleen Wilson-Hodge z Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla zaprezentował osiągnięcia grupy badaczy, którzy odkryli fluktuacje w promieniowaniu mgławicy.

"Gdyby dane pochodzące z jednego instrumentu satelity sugerowały tę informację, nikt by w to nie uwierzył" - mówi Wilson-Hodge. Jednak, gdy grupa badaczy wraz ze znawcami instrumentów porównali cztery różne obserwacje wykonane w zakresie X i znaleźli te same wariacje, zrozumieli, że wariacje te pochodzą z "jedynej wspólnej cechy tych obserwacji" - mgławicy Krab.

Mike Cherry i Gary Case z Uniwersytetu Stanowego Louisiana pierwszy raz zaobserwowali osłabienie promieniowania Kraba za pomocą Gamma-ray Burst Monitor (GBM) znajdującego się na Kosmicznym Teleskopie Promieniowania Gamma Fermi (ang. Fermi Gamma-ray Space Telescope). Aby sprawdzić czy osłabienie jest prawdziwe, a nie jest tylko artefaktem błędów instrumentu, grupa badaczy połączyła dane z GBM z okresu od sierpnia 2008 do lipca 2010 z odpowiadającymi im danymi z trzech innych obserwatoriów rentgenowskich. Wyniki pokazały, że promieniowanie z mgławicy Krab wykazuje stały spadek o 7% w ciągu poprzednich dwóch lat dla czterech pasm wysokiej energii X (w przedziale od 12000 do 500000 elektronowoltów). Patrząc jeszcze dalej w przeszłość całkowite promieniowanie mgławicy Krab zmienia się - jaśnieje i ciemnieje - o 3.5% na rok w czasie od 1999 roku.
Crab
Zdjęcie mgławicy Krab złożone z trzech różnych obserwacji. Jasnoniebieski kolor przedstawia dane rentgenowskie z satelity Chandra, czerwony to obserwacje w podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Spitzera, a reszta to optyczny obraz z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Źródło: J.Hester / A.Loll / R.Gehrz / NASA / ESA

"Inne grupy obserwatorów zauważyły fluktuacje w danych z instrumentów, ale nie wierzyły w nie." - mówi Wilson-Hodge. "Tradycyjna wiedza (że Krab jest stały) może być trudna do zwalczenia."

Mgławica Krab jest najjaśniejszym źródłem na niebie obserwowanym w dosyć stabilnym zakresie wysokich energii (promieniowanie rentgenowskie i gamma). Z tego powodu, astronomowie przez dekady używali jej jako "świecy standardowej" w astrofizyce wysokich energii. Mgławica ta  jest często używana do kalibracji instrumentu, a nawet jako jednostka miary "milikrab". Niespodziewane fluktuacje mgławicy Krab mogą wpłynąć na wyniki badań, w których Krab został wykorzystany do kalibrowania czy określania odległości.

"Jeszcze nie poprawiliśmy wcześniejszych wyników, dlatego nie wiemy jak duży będzie wpływ tych zmian." - twierdzi Wilson-Hodge. "Dla niektórych instrumentów i obserwacji wpływ może być mały, jednak dla innych ponowna analiza może zmienić wnioski z badań."

Z tego odkrycia można wyciągnąć praktyczną lekcję. "Mamy nadzieję, że wyniki uwzględniające nie-stałą mgławicę Krab pomogą astronomom uzmysłowić jak ważne jest wzajemne sprawdzanie kalibracji pomiędzy instrumentami."

Mgławica Krab, jedno z najbardziej zbadanych ciał niebieskich, jest pozostałością po supernowej, która była obserwowana przez chińskich astronomów w 1054 roku. Jądro eksplodującej gwiazdy przekształca się w pulsara, bardzo gęstą gwiazdę neutronową rotującą ok. 30 razy na sekundę. Zewnętrzne warstwy tworzą mgławicę, rozszerzającą się chmurę gazu promieniującą dzięki energii pulsara w całym zakresie widma elektromagnetycznego. Pulsy promieniowania X i radiowego pochodzące od pulsara nie ulegają zmianie, dlatego naukowcy podejrzewają, że fluktuacje pochodzą z zewnętrznych części mgławicy.

"To środowisko jest zdominowane przez pole magnetyczne pulsara, które jak podejrzewamy, jest niebezpiecznie uporządkowane" - twierdzi Roger Blandford, dyrektor Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology. "Zmiany promieniowania rentgenowskiego mogą łączyć się ze zmianami pola magnetycznego, jednak gdzie to może następować pozostaje tajemnicą."

2 lutego 2011
Źródło | Magda Siuda

Liczba odsłon: 1734