Das James Webb Space Telescope hat den Krebsnebel beobachtet, einen Supernova-Überrest rund 6.500 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Taurus (Stier). Seit der Beobachtung dieses energiereichen Ereignisses im Jahr 1054 durch Astronomen im 11. Jahrhundert hat der Krebsnebel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Wissenschaftler versuchen mit weiteren Studien die Bedingungen, das Verhalten und die Nachwirkungen von Supernovae zu verstehen, indem sie den Krebsnebel untersuchen, ein relativ nahe gelegenes Beispiel.
Mit der NIRCam (Near-Infrared Camera) und MIRI (Mid-Infrared Instrument) sucht ein Team unter Leitung von Tea Temim von der Princeton University nach Antworten zu den Ursprüngen des Krebsnebels. “Die Empfindlichkeit und das räumliche Auflösungsvermögen des Webb-Teleskops erlauben uns, die Zusammensetzung des ausgestoßenen Materials genau zu bestimmen, insbesondere den Eisen- und Nickelgehalt. Das könnte aufdecken, welche Art von Explosion den Krebsnebel erschuf”, sagte Temim.
Auf den ersten Blick ähnelt die allgemeine Form des Supernova-Überrests dem im Jahr 2005 vom Weltraumteleskop Hubble veröffentlichten Bild, das in sichtbaren Wellenlängen aufgenommen wurde. In Webbs Infrarotbeobachtung zeigt sich eine scharfe, käfigartige Struktur aus losen Gasfilamenten in rot-orangen Farbtönen. Webb kartiert erstmals die Emissionen von Staubkörnchen (Gelbweiß und Grün) in den Zentralregionen.
Weitere Aspekte der inneren Abläufe im Krebsnebel werden erkennbarer und sind in den von Webb registrierten infraroten Wellenlängen detailreicher sichtbar. Insbesondere betont Webb die sogenannte Synchrotronstrahlung: Emissionen von geladenen Teilchen wie Elektronen, die sich mit relativistischen Geschwindigkeiten an Magnetfeldlinien entlangbewegen. Die Strahlung erscheint hier als verwaschene, rauchartige Struktur im größten Teil des inneren Krebsnebels.
Diese Struktur ist ein Produkt des Pulsars innerhalb des Nebels. Der Pulsar ist ein schnell rotierender Neutronenstern, dessen starkes Magnetfeld Teilchen auf extrem hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und sie Strahlung emittieren lässt, während sie die Magnetfeldlinien entlangrasen. Die Synchrotronstrahlung wird im gesamten elektromagnetischen Spektrum emittiert, aber mit dem NIRCam-Instrument zeigt sie sich in beispiellosen Einzelheiten.
Um das Pulsarherz des Krebsnebels zu lokalisieren, folge man den Filamenten mit einem kreisförmigen, wellenartigen Muster in der Mitte zu dem hellweißen Punkt im Zentrum. In größerer Entfernung zu dem Kern folge man den dünnen, weißen Strukturen, welche die Strahlung anzeigen. Die geschwungenen Filamente sind eng gruppiert und stellen die Struktur des Magnetfeldes des Pulsars dar, der den Nebel gestaltet und formt.
In der Mitte links und rechts verläuft das weiß dargestellte Material von den Rändern des Staubfilamentkäfigs nach innen in Richtung der Position des Neutronensterns. Diese plötzliche Verringerung könnte daran liegen, dass die Expansion der Supernovawinde durch einen Gürtel aus dichtem Gas begrenzt wird.
Der von dem Pulsar erzeugte Wind drückt die Hüllen aus Gas und Staub weiterhin mit hohen Geschwindigkeiten nach außen. Neben dem Inneren des Supernova-Überrests sind auch großräumige, bogenförmige Strukturen in gelbweißen und grünen Farbtönen sichtbar, die Gebiete mit Staubkörnchen repräsentieren.
Die Suche nach Antworten über die Vergangenheit des Krebsnebels geht weiter. Astronomen analysieren die Webb-Daten und beziehen frühere Beobachtungen ein, die andere Teleskope von dem Supernova-Überrest gemacht haben. Wissenschaftler werden im kommenden Jahr neuere Hubble-Daten aus einer Neubeobachtung zur Verfügung haben. Das wird Hubbles erster Blick auf Emissionslinien des Krebsnebels seit mehr als 20 Jahren sein und es wird Astronomen ermöglichen, die Ergebnisse von Webb und Hubble genauer zu vergleichen.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/10/webb-stsci-01hbbmj8r6htxp5w1evej24d64.jpg
(THK)
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