JWST ziet de Krabnevel in een nieuw licht
Hoewel de Krabnevel een van de best bestudeerde supernovaresten is, blijven vragen over zijn voorloper, de aard van de explosie en de samenstelling van zijn ejecta nog steeds onbeantwoord. De James Webb-ruimtetelescoop van NASA/ESA/CSA is op zoek naar aanwijzingen in het supernovarestant.
De infraroodgevoeligheid van Webb, gecombineerd met gegevens eerder verzameld door andere telescopen doet de astronomen de nog steeds uitdijende nevel beter begrijpen.
De James Webb-ruimtetelescoop van NASA/ESA/CSA heeft naar de Krabnevel (*) gekeken, een supernovarestant op 6500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. Sinds deze energetische gebeurtenis in 1054 werd vastgelegd door Japanse en Chinese astronomen, is de Krabnevel in de belangstelling blijven staan. Wetenschappers proberen de omstandigheden, het gedrag en de nawerkingen van supernova's te begrijpen door dit relatief nabije voorbeeld zorgvuldig te bestuderen.
Met Webb's NIRCam (Near-Infrared Camera) en MIRI (Mid-Infrared Instrument) worden nieuwe details blootgelegd - waaronder de eerste volledige kaart van de stofverdeling - in de zoektocht naar antwoorden over de oorsprong van de Krabnevel..
Op het eerste gezicht doet de algemene vorm van de nevel denken aan het beeld uit 2005, zoals het werd vastgelegd door de Hubble Space Telescope in de optische golflengte. In de infraroodwaarneming van Webb omringt een heldere, kooiachtige structuur van pluizige roodoranje filamenten en knopen van stof het centrale gebied van het object.
Sommige aspecten van de innerlijke werking van de Krabnevel worden echter prominenter en nemen in detail toe in infrarood licht. In het bijzonder benadrukt Webb wat bekend staat als synchrotronemissie, hier te zien met een melkachtig rookachtig uiterlijk in het grootste deel van het binnenste van de Krabnevel. De Hubble- en Webb-afbeeldingen van dit object kunnen hier worden gecontrasteerd.
Deze eigenschap is een product van de pulsar van de nevel, een snel roterende neutronenster. De sterke magnetische velden van de pulsar versnellen deeltjes tot extreem hoge snelheden en zorgen ervoor dat ze synchrotronstraling uitzenden. Hoewel uitgezonden over het elektromagnetische spectrum, wordt de synchrotronstraling bijzonder levendig in het infrarood.
Om het pulsarhart van de Krabnevel te lokaliseren, volg je de slierten die een cirkelvormig rimpelachtig patroon in het midden volgen, dat ruwweg de locatie van de neutronenster bepaalt. Verder weg van de kern volg je de dunne witte linten van de straling. De ronde slierten zijn dicht bij elkaar gegroepeerd en schetsen de structuur van de magnetische velden van de pulsar, die de nevel vormgeven en vormen.
Links en rechts in het midden buigt het witte materiaal scherp naar binnen vanaf de randen van de filamenteuze stofkooi en gaat het in de richting van de locatie van de neutronenster, alsof de taille van de nevel wordt afgeknepen. Deze abrupte afslanking, ook als gevolg van magnetische velden, resulteert in bepaalde gebieden binnen de schilachtige structuur van de supernova, met name naar links, die geen synchrotronstraling uitzenden.
Hoewel de pluizige rood-oranje filamentaire stofkooi van de Krabnevel drie zijden van het melkachtige centrum omringt, reikt de synchrotronemissie in bepaalde gebieden verder.
Ondanks het feit dat ze soms worden overtroffen door het synchrotron-emitterende gas, versnellen stofklonten weg van het pulsarcentrum terwijl de gasbel snel uitzet. Omdat het gas echter een lage dichtheid heeft, creëert een deel van het stof zinkende spichtige vingers, waardoor een klein spoor achterblijft. Merk op hoe de filamenten de neiging hebben om langer te zijn aan de rechterkant van de nevel, in de richting waarin de pulsar beweegt.
In het binnenste van de nevel vormen geelwit gevlekte filamenten lusachtige structuren, die gebieden vertegenwoordigen waar stofdeeltjes worden gevormd. Hoewel astronomen eerder wisten dat er stof aanwezig was in de Krabnevel, heeft de ongeëvenaarde infraroodgevoeligheid van Webb voor het eerst de volledige ruimtelijke verdeling aangetoond van waar stof zich bevindt en zich ontwikkelt.
De zoektocht naar antwoorden over het verleden van de Krabnevel gaat door terwijl astronomen de Webb-gegevens verder analyseren en eerdere waarnemingen van de nevel raadplegen die door andere telescopen zijn gedaan. Wetenschappers zullen in de nabije toekomst nog meer gegevens ontvangen zodra Hubble het supernovarestant opnieuw in beeld brengt. Dit zal Hubble's eerste blik op de Krabnevel in meer dan 20 jaar zijn en zal astronomen in staat stellen om de bevindingen van Webb en Hubble nauwkeuriger te vergelijken.
