韋伯揭示蟹狀星雲前所未見細節

天文學家以韋伯太空望遠鏡近紅外相機（NIRCam）和中紅外成像──光譜儀（MIRI）尋找蟹狀星雲起源的答案。蟹狀星雲是顆 II 型超新星殘餘物，位於金牛座，也稱為 M1、NGC 1952 或 Taurus A，距離我們 6,500 光年，1731 年由英國天文學家、醫生和電氣研究員 John Bevis 首次發現，並可對應中國、日本、阿拉伯和美洲原住民 1054 年都有記錄到的超新星爆發。

研究員表示，韋伯靈敏度和空間解析度能準確確定噴出物質成分，尤其鐵和鎳含量，揭示產生蟹狀星雲的爆炸類型。乍看韋伯拍攝蟹狀星雲大致與2005年哈伯光學影像相似，但韋伯紅外線觀測，蓬鬆氣態細絲的清晰籠狀結構顯示為橘紅色，中心區域韋伯首次繪製出塵埃顆粒（黃白色和綠色）發射量，蟹狀星雲內運作方面更突出，韋伯拍攝的紅外線光可看到更多細節。

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

韋伯強調同步加速輻射，一種帶電粒子（如電子）以相對論性速度圍繞磁場線移動產生的發射。蟹狀星雲內大部分區域，輻射以乳白色煙霧狀物質形式出現，特徵是星雲脈衝星產物，脈衝星是顆快速旋轉的中子星，強磁場將粒子加速到極高速，圍繞磁場線纏繞時發出輻射。雖然同步加速輻射是整個電磁頻譜範圍內發出，但透過韋伯NIRCam可看到前所未見的細節。

研究員表示要找到蟹狀星雲脈衝星心臟的位置，可沿著中間環形波紋狀縷線，追蹤到中心亮白點。從核心向外延伸，沿著細細白色輻射帶前進，彎曲縷線緊密聚集，勾勒出脈衝星磁場結構，塑造了星雲。中心左側和右側，白色物質從絲狀塵埃籠邊緣急遽向內彎，並向中子星位置延伸，就像星雲腰部受擠壓，突然瘦身可能是因超新星風膨脹被緻密氣體帶限制，脈衝星心臟產生的風繼續推動氣體和塵埃外殼快速膨脹。殘骸內部，黃白色和綠色斑駁細絲形成大規模環狀結構，代表塵埃顆粒所在區域。