Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwował Mgławicę Krab, pozostałość po supernowej znajdującą się 6500 lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Byka. Od czasu zarejestrowania tego energetycznego zdarzenia w 1054 roku n.e. przez astronomów z XI wieku, Mgławica Krab w dalszym ciągu przyciąga uwagę i prowadzi dodatkowe badania, ponieważ naukowcy starają się zrozumieć warunki, zachowanie i skutki supernowych poprzez dokładne badania Kraba, stosunkowo bliski przykład.
Korzystając z kamery NIRCam (kamery bliskiej podczerwieni) i MIRI (instrumentu średniej podczerwieni) Webba, zespół kierowany przez Tea Temim z Uniwersytetu Princeton szuka odpowiedzi na temat pochodzenia Mgławicy Krab.
„Czułość Webba i rozdzielczość przestrzenna pozwalają nam dokładnie określić skład wyrzuconego materiału, w szczególności zawartość żelaza i niklu, co może ujawnić, jakiego rodzaju eksplozja spowodowała Mgławicę Krab” – wyjaśnia Temim.
Na pierwszy rzut oka ogólny kształt pozostałości po supernowej jest podobny do obrazu o długości fali w świetle optycznym, wydanego w 2005 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a: Na obserwacjach w podczerwieni Webba wyraźna, przypominająca klatkę struktura puszystych włókien gazowych jest pokazana w kolorze czerwono-pomarańczowym. Jednak w regionach centralnych Webb po raz pierwszy mapuje emisję ziaren pyłu (żółto-białego i zielonego).
Dodatkowe aspekty wewnętrznego działania Mgławicy Krab stają się bardziej widoczne i widać je bardziej szczegółowo w świetle podczerwonym uchwyconym przez Webba. W szczególności Webb zwraca uwagę na tak zwane promieniowanie synchrotronowe: emisję wytwarzaną przez naładowane cząstki, takie jak elektrony, poruszające się wokół linii pola magnetycznego z relatywistycznymi prędkościami. Promieniowanie pojawia się tutaj jako mleczno-dymowa materia obejmująca większą część wnętrza Mgławicy Krab.
Cecha ta jest efektem działania pulsara mgławicy, szybko rotującej gwiazdy neutronowej. Silne pole magnetyczne pulsara przyspiesza cząstki do niezwykle dużych prędkości i powoduje, że emitują one promieniowanie, gdy owijają się wokół linii pola magnetycznego. Choć promieniowanie synchrotronowe jest emitowane w całym spektrum elektromagnetycznym, można je zobaczyć z niespotykaną dotąd szczegółowością za pomocą instrumentu NIRCam firmy Webb.
Aby zlokalizować pulsarowe serce Mgławicy Krab, prześledź pasma układające się pośrodku w okrągły, przypominający fale wzór, aż do jasnej białej kropki pośrodku. Dalej od jądra podążaj za cienkimi białymi wstęgami promieniowania. Zakrzywione pasma są blisko siebie zgrupowane, zarysowując strukturę pola magnetycznego pulsara, które rzeźbi i kształtuje mgławicę.
W środku, po lewej i prawej stronie, biała materia zakrzywia się ostro do wewnątrz od krawędzi włóknistej klatki pyłowej i kieruje się w stronę miejsca, w którym znajduje się gwiazda neutronowa, jakby talia mgławicy była ściśnięta. To nagłe odchudzanie może być spowodowane zamknięciem ekspansji wiatru supernowej przez pas gęstego gazu.
Wiatr wytwarzany przez serce pulsara nadal w szybkim tempie wypycha powłokę gazu i pyłu na zewnątrz. We wnętrzu pozostałości żółto-białe i zielone, cętkowane włókna tworzą wielkoskalowe pętlowe struktury, które reprezentują obszary, w których znajdują się ziarna pyłu.
Poszukiwanie odpowiedzi na temat przeszłości Mgławicy Krab trwa, gdyż astronomowie dalej analizują dane Webba i sięgają po wcześniejsze obserwacje pozostałości wykonane przez inne teleskopy. Naukowcy będą mieli do przeglądu nowsze dane z Hubble’a w ciągu mniej więcej przyszłego roku, pochodzące z ponownego obrazowania pozostałości supernowej przez teleskop. Będzie to pierwsze od ponad 20 lat spojrzenie Hubble’a na linie emisyjne z Mgławicy Krab i umożliwi astronomom dokładniejsze porównanie odkryć Webba i Hubble’a.