精美绝伦、前所未见的细节有助于揭开超新星遗迹令人费解的历史。尽管蟹状星云是研究得最透彻的超新星残余物之一，但关于它的祖先和产生它的爆炸性质的问题仍然没有答案。美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）正在寻找超新星残骸中残留的任何线索。韦伯的红外灵敏度和空间分辨率让天文学家对这个仍在不断扩展的场景有了更全面的了解。

美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）凝视着蟹状星云，寻找关于超新星遗迹起源的答案。这张由韦伯的 NIRCam（近红外相机）和 MIRI（中红外光谱仪）拍摄的照片揭示了红外光下的新细节。超新星残骸由几种不同的成分组成，包括双电离硫（橘红色代表）、电离铁（蓝色）、尘埃（黄白色和绿色）以及同步辐射（白色）。在这幅图像中，韦伯的 NIRCam 和 MIRI 的不同滤光片被赋予了不同的颜色：蓝色（F162M）、淡蓝色（F480M）、青色（F560W）、绿色（F1130W）、橙色（F1800W）和红色（F2100W）。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Tea Temim（普林斯顿大学）

哈勃太空望远镜拍摄的蟹状星云光学图像（左）和詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的蟹状星云红外图像（右）并排对比。哈勃望远镜的图像发布于2005年，而天文学家最近使用韦伯望远镜的NIRCam（近红外相机）和MIRI（中红外仪器）揭示了蟹状星云的新细节。通过研究最近收集到的韦伯数据，并参考哈勃等其他望远镜以前对蟹状星云的观测结果，天文学家可以对这个神秘的超新星残余物有一个更全面的了解。图片来源：哈勃图片： NASA, ESA, J. Hester, A. Loll（亚利桑那州立大学）；韦伯图像： 美国宇航局、欧空局、加空间局、STScI、T. Temim（普林斯顿大学）

观察蟹状星云

NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜凝视着蟹状星云，它是位于6500光年外金牛座的一颗超新星残余。自从公元 1054 年 11 世纪的天文学家记录下这一高能事件以来，蟹状星云一直吸引着人们的关注和更多的研究，科学家们试图通过对蟹状星云这个相对较近的例子进行深入研究，来了解超新星的条件、行为和后效应。

普林斯顿大学的 Tea Temim 领导的研究小组正在利用韦伯的 NIRCam（近红外照相机）和 MIRI（中红外仪器）寻找蟹状星云起源的答案。

Temim解释说："韦伯望远镜的灵敏度和空间分辨率使我们能够准确地确定喷出物质的成分，特别是铁和镍的含量，这可能揭示是哪种类型的爆炸产生了蟹状星云。"

这张哈勃望远镜拍摄的照片是有史以来最详细的蟹状星云全貌。蟹状星云是天文学中最有趣、研究最深入的天体之一。蟹状星云是一颗恒星超新星爆炸后不断膨胀的残余物。公元 1054 年，日本和中国的天文学家记录了近 1000 年前的这一剧烈事件，美洲原住民也可能记录了这一事件。自恒星爆炸以来，这个发光的遗迹一直在不断扩大，现在它的宽度大约为 11 光年。图片来源：NASA、ESA 和 Allison Loll/Jeff Hester（亚利桑那州立大学）。鸣谢： 达维德-德-马丁（Davide De Martin）（欧空局/哈勃）

比较观测结果

乍一看，超新星残骸的大致形状与美国宇航局哈勃太空望远镜 2005 年发布的光学波长图像（见上图）相似。在韦伯的红外观测中，一个由蓬松的气态细丝组成的橘红色笼状结构清晰可见。不过，在中心区域，韦伯首次绘制出了尘粒（黄白色和绿色）的发射图。

在韦伯拍摄到的红外光中，蟹状星云内部运作的其他方面变得更加突出和详细。韦伯特别突出了所谓的同步辐射：带电粒子（如电子）以相对论速度围绕磁场线运动时产生的辐射。在蟹状星云的大部分内部，这种辐射以乳白色烟雾状物质的形式出现。

这段视频介绍了蟹状星云，它是一颗超新星的残余物，位于 6500 光年之外的金牛座。尽管蟹状星云距离地球如此遥远，但它却是大质量恒星爆炸死亡后残留物的一个相对近距离的例子。

脉冲星心及其影响

这个特征是星云的脉冲星--一颗快速旋转的中子星--的产物。脉冲星的强磁场将粒子加速到极高的速度，并使它们在绕着磁场线旋转时发出辐射。虽然同步辐射是在整个电磁波谱范围内发出的，但通过韦伯的 NIRCam 仪器，我们可以看到同步辐射前所未有的细节。

要找到蟹状星云的脉冲星心脏，可以沿着中间环形涟漪状的缕线追踪到中心的亮白点。从核心向外延伸，沿着细细的白色辐射带。这些弯曲的缕线紧密地组合在一起，勾勒出脉冲星磁场的结构，它雕刻并塑造了星云。

以下为来自韦伯望远镜的近红外波束和中红外成像仪拍摄到的蟹状星云图像，带有罗盘箭头、比例尺和供参考的色键。向北和向东的罗盘箭头显示了图像在天空中的方位。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上往下看），天空中的北方和东方之间的关系（从下往上看）是颠倒的。刻度条标注的单位是光年，即光在一个地球年中的传播距离。(光走过与光柱长度相等的距离需要 2 年）。一光年约等于 5.88 万亿英里或 9.46 万亿公里。本图中显示的视场直径约为 10 光年。

这幅图像显示的是不可见的近红外和中红外光波长，这些波长已被转换成可见光颜色。色键显示了收集这些光线时使用了哪些 NIRCam 和 MIRI 滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Tea Temim（普林斯顿大学）

在中心左侧和右侧，白色物质从丝状尘埃笼的边缘急剧向内弯曲，并向中子星的位置延伸，就好像星云的腰部被捏住了一样。这种突然变细的现象可能是由于超新星风的膨胀受到了高密度气体带的限制。

脉冲星心脏产生的风继续将气体和尘埃外壳向外快速推挤。在残余物的内部，黄白色和绿色的斑驳细丝形成了大尺度的环状结构，这些结构代表了尘粒所在的区域。

未来的分析和比较

随着天文学家进一步分析韦伯数据并参考其他望远镜以前对残余物的观测结果，寻找蟹状星云过去答案的工作仍在继续。在未来一年左右的时间里，科学家们将获得哈勃望远镜对超新星残余物重新成像后得到的最新数据。这将标志着哈勃望远镜20多年来首次观测蟹状星云的发射线，并将使天文学家能够更准确地比较韦伯望远镜和哈勃望远镜的发现。