臺北市立天文科學教育館

天文學家利用韋伯太空望遠鏡的近紅外相機（NIRCam）和中紅外成像-光譜儀（MIRI）尋找有關蟹狀星雲起源的答案。蟹狀星雲是一顆II型超新星的殘餘物，位於金牛座，也被稱為M1、NGC 1952或Taurus A，距離我們6,500光年，於1731年由英國天文學家、醫生和電氣研究員John Bevis首次發現，並可對應到中國、日本、阿拉伯和美洲原住民在1054年所記錄的一次超新星爆發。

研究人員表示韋伯的靈敏度和空間解析度讓我們可以準確地確定噴出物質的成分，尤其是鐵和鎳的含量，這將能揭示產生蟹狀星雲的爆炸類型。乍看之下，韋伯所拍攝蟹狀星雲的大致形狀與2005年哈伯發布的光學影像相似，但在韋伯的紅外線觀測中，蓬鬆氣態細絲的清晰籠狀結構顯示為橘紅色，在中心區域韋伯首次繪製出塵埃顆粒（黃白色和綠色）的發射量，蟹狀星雲內部運作的其他方面變得更加突出，在韋伯拍攝下的紅外光中可以看到更多細節。

圖說：哈伯太空望遠鏡在可見光下（左）和詹姆斯韋伯太空望遠鏡在紅外光下（右）看到的蟹狀星雲。圖片來源：NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (Arizona State University); Webb Image: NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim (Princeton University)

韋伯特別強調了所謂的同步加速輻射，一種由帶電粒子（如電子）以相對論性速度圍繞磁場線移動產生的發射。在蟹狀星雲內部的大部分區域，這種輻射以乳白色煙霧狀物質形式出現，此特徵是星雲脈衝星的產物，脈衝星是一顆快速旋轉的中子星，脈衝星的強磁場將粒子加速到極高的速度，使它們在圍繞磁場線纏繞時發出輻射。雖然同步加速輻射是在整個電磁頻譜範圍內發出，但透過韋伯的NIRCam可以看到前所未見的細節。研究人員表示要找到蟹狀星雲脈衝星心臟的位置，可以沿著中間環形波紋狀的縷線，追蹤到中心的亮白點。從核心向外延伸，沿著細細的白色輻射帶前進，這些彎曲的縷線緊密地聚集在一起，勾勒出脈衝星磁場的結構，塑造了星雲。在中心左側和右側，白色物質從絲狀塵埃籠的邊緣急遽向內彎曲，並向中子星的位置延伸，就像星雲的腰部被擠壓一樣，這突然的瘦身可能是由於超新星風的膨脹被緻密氣體帶限制所致，脈衝星心臟產生的風繼續推動著氣體和塵埃的外殼快速向外膨脹。在殘骸的內部，黃白色和綠色的斑駁細絲形成了大規模的環狀結構，這些結構代表了塵埃顆粒所在的區域。（編譯／趙瑞青）

圖說：箭頭指向蟹狀星雲的脈衝星，看起來像一個亮點。圖片來源：NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim, Princeton University

資料來源：SCI NEWS