Krabbnebulosan (M1) – Supernovarest och pulsarvindnebulosa i Taurus

Fysiska egenskaper

Nebulosan ligger cirka 6 500 ljusår (2 kpc) från jorden och utgör resterna efter supernovan betecknad SN 1054. Den har en utsträckning på ungefär 11 ly (3,4 pc) i diameter och expanderar med en typisk hastighet på cirka 1 500 kilometer per sekund. Krabbnebulosan ligger i Vintergatans Perseusarm (Perseusarmen) och syns i hela det elektromagnetiska spektrumet — från radiovågor till gammastrålning.

Nebulosan består av ett nätverk av filament (trådar) av joniserad gas, synliga i optiskt ljus som starka emissionslinjer. Filamenten innehåller främst väte och helium tillsammans med tyngre grundämnen som skapats eller omfördelats i explosionen. Mellan filamenten finns en diffus, mycket ljusstark synkrotronstrålande plasma som drivs av energi från den centrala pulsaren.

Crab-pulsaren

I nebulosans centrum ligger Crab pulsar, en neutronstjärna (en snurrande kompakt stjärna) med uppskattad diameter kring 28–30 km. Pulsaren roterar med en frekvens på ungefär 30,2 varv per sekund (period cirka 33 ms) och sänder ut regelbundna strålningspulser över ett mycket brett spektrum, från gammastrålar till radiovågor.

Pulsarens snabba rotation och dess avtagande rotationsenergi driver en kraftig partikelvind som interagerar med omgivande material och skapar den pulserande, synkrotronstrålande nebulosan — därför kallas objektet en pulsarvindnebulosa. Observationer visar också komplexa strukturer nära pulsaren, såsom en torus och kollimerade jetstrålar, samt rörliga "wisps" (vågiga strukturer) som förändras på tidsskalor från dagar till år. Pulsaren uppvisar dessutom så kallade "glitches" — plötsliga små förändringar i rotationshastigheten — vilka ger insikt i neutronstjärnans inre fysik.

Observationer, historia och betydelse

Krabbnebulosan är särskilt viktig inom astronomin eftersom den var det första objektet som kunde kopplas till en historiskt dokumenterad supernova (SN 1054). Den har varit ett föremål för intensiva studier i alla våglängder och fungerar även som ett laboratorieobjekt för att förstå processer som partikelaccelerering, magnetfält och samverkan mellan pulsarvind och omgivande gas.

Nebulosans starka och bredbandiga emission har använts för att studera föremål och medier som ligger mellan oss och nebulosan. På 1950- och 1960-talen användes krabbans radiovågor för att kartlägga solens korona genom ockultationsobservationer, och år 2003 utnyttjades samma bakgrundskälla när Saturnus måne Titan blockerade röntgenstrålning från nebulosan för att mäta Titans atmosfäriska tjocklek. Krabbnebulosan används också ofta som en kalibreringskälla för instrument inom röntgen- och gammastrålning eftersom dess emission är stark och välstuderad.

Utöver sin vetenskapliga betydelse är Krabbnebulosan också ett framträdande objekt för amatörastronomer och visas ofta i publika bilder från rymdteleskop som Hubble och Chandra, där dess filamentära struktur och pulsarens dynamiska omgivning blir tydliga på olika våglängder.

De molniga resterna av SN 1054 är alltså nu kända som Krabbnebulosan. Nebulosan kallas också Messier 1 eller M1, eftersom den var det första Messierobjektet som katalogiserades 1758.