How big is Mgławica Kraba?

Mgławica Krab to obłok gazu, który pozostał po gwieździe, jaka wybuchła jako supernowa — gwałtowna śmierć gwiazdy — i była widoczna z Ziemi w 1054 roku. Leży w gwiazdozbiorze Byka, w odległości około 6500 lat świetlnych od Ziemi. Rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, to około 9,46 biliona kilometrów. Mgławica jest owalna, ma około 13 lat świetlnych długości i 9 lat świetlnych szerokości, więc w poprzek mierzy średnio około 11 lat świetlnych, czyli 110 bilionów kilometrów.

Rozmiar

Na niebie Mgławica Krab zajmuje około 7 na 5 minut łuku, przy czym minuta łuku to 1/60 stopnia. Kąt zamienia się w długość dopiero wtedy, gdy znana jest odległość. Przy odległości 6500 lat świetlnych, jaką podaje NASA, mgławica ma około 13 lat świetlnych długości i 9 lat świetlnych szerokości. Zespół stojący za Obserwatorium Rentgenowskim Chandra NASA opisuje ją jako mgławicę o średnicy około 10 lat świetlnych.

Główną niepewnością jest odległość. Katalog pozostałości po supernowych, prowadzony na Uniwersytecie Cambridge, podaje około 6200 lat świetlnych, na podstawie paralaksy gwiazdy neutronowej, czyli niewielkiego przesunięcia jej położenia, gdy Ziemia krąży wokół Słońca. Starsze szacunki mieszczą się w przedziale od około 5500 do 7800 lat świetlnych. W tym przedziale długość mgławicy mogłaby wynosić od około 11 do 16 lat świetlnych.

W trzech wymiarach mgławica nie jest też regularnym owalem. W badaniu z 2021 roku zmierzono, jak szybko jej świecący gaz porusza się w stronę Ziemi i od Ziemi, a na tej podstawie odtworzono jej kształt w 3D. Wyszedł kształt podobny do serca, w którym żaden świecący gaz nie leży dalej niż około 6,5 roku świetlnego od środka.

Porównania rozmiarów

Czarny Filar, wieża gazu o wysokości 9,5 roku świetlnego w Mgławicy Orzeł, jest nieco krótszy niż średnia szerokość Mgławicy Krab.
Mgławica Oriona, o średnicy około 24 lat świetlnych, jest około dwukrotnie szersza niż Mgławica Krab.
Długość Mgławicy Krab jest około trzy razy większa niż odległość od Słońca do Proxima Centauri, najbliższej gwiazdy, oddalonej o 4,2 roku świetlnego.
Gdyby mgławicę zmniejszyć do rozmiarów Ziemi, gwiazda neutronowa w środku mgławicy byłaby drobinką o średnicy około 2 mikrometrów, czyli około jednej czterdziestej szerokości ludzkiego włosa. Mikrometr to milionowa część metra.

Supernowa z 1054 roku

W 1054 roku astronomowie w Chinach zapisali „gwiazdę-gościa”, którą było widać na niebie w dzień przez prawie miesiąc. Zobaczyli ją także astronomowie w Japonii. Mgławica Krab to rozszerzające się szczątki tego wybuchu.

Angielski astronom John Bevis odkrył mgławicę w 1731 roku. Charles Messier wziął ją później za kometę Halleya, a ta pomyłka skłoniła go do założenia katalogu obiektów, które można pomylić z kometami. Mgławica Krab jest jego pierwszą pozycją, Messier 1. Nazwa pochodzi z rysunku wykonanego w 1844 roku przez irlandzkiego astronoma lorda Rosse’a.

Prześledzenie ruchu włókien mgławicy wstecz wskazuje na wybuch około roku 1130, czyli około trzech czwartych wieku później niż zapisana data. Astronomowie tłumaczą tę różnicę wiatrem cząstek gwiazdy neutronowej, który od czasu wybuchu przyspieszył gaz.

Pulsar w centrum

W centrum mgławicy znajduje się gwiazda neutronowa, zgniecione jądro gwiazdy, która wybuchła. Ma masę zbliżoną do masy Słońca, upakowaną w kuli o średnicy około 25 kilometrów. Taką średnicę zmierzył teleskop NICER należący do NASA dla innych gwiazd neutronowych; gwiazdy z Mgławicy Krab nigdy nie zmierzono. Gwiazda neutronowa z Mgławicy Krab obraca się około 30 razy na sekundę i omiata przestrzeń dwiema wiązkami promieniowania jak latarnia morska, przez co wygląda, jakby pulsowała. Wirującą gwiazdę neutronową obserwowaną w ten sposób nazywa się pulsarem.

Pulsar zasila blask mgławicy. Wlewa do niej cząstki o wysokiej energii, a elektrony poruszające się z prędkością bliską prędkości światła krążą spiralnie wokół linii pola magnetycznego i dają niebieskawe światło wewnątrz mgławicy. Na zdjęciach z teleskopu Hubble’a pomarańczowe włókna wokół niebieskawego światła to poszarpane resztki gwiazdy, głównie wodór.