Il telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA ha osservato la Nebulosa del Granchio, un resto di supernova situato a 6500 anni luce di distanza nella costellazione del Toro. Da quando questo evento energetico fu registrato nel 1054 d.C. dagli astronomi dell’XI secolo, la Nebulosa del Granchio ha continuato ad attirare l’attenzione e ulteriori studi mentre gli scienziati cercano di comprendere le condizioni, il comportamento e gli effetti successivi delle supernove studiando attentamente questo esempio relativamente vicino. Con la NIRCam (Near-Infrared Camera) e il MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb, vengono scoperti nuovi dettagli, inclusa la prima mappa completa della distribuzione della polvere, nella ricerca di risposte sulle origini della Nebulosa del Granchio.
A prima vista, la forma generale della nebulosa ricorda l’immagine della lunghezza d’onda ottica del 2005 ottenuta dal telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA. Nell’osservazione a infrarossi di Webb, una struttura nitida, simile a una gabbia, di soffici filamenti gassosi è mostrata in rosso e arancione. Tuttavia, nelle regioni centrali, l’emissione dei granelli di polvere (giallo-bianco e verde) viene mappata per la prima volta da Webb. Le immagini di Hubble e Webb di questo oggetto possono essere messe a confronto in questa immagine.
Ulteriori aspetti del funzionamento interno della Nebulosa del Granchio diventano più evidenti e vengono visti in maggior dettaglio nella luce infrarossa catturata da Webb. In particolare, Webb evidenzia quella che è nota come radiazione di sincrotrone: emissione prodotta da particelle cariche, come gli elettroni, che si muovono attorno alle linee del campo magnetico a velocità relativistiche. La radiazione appare come materiale lattiginoso simile a fumo in gran parte dell’interno della Nebulosa del Granchio.
Questa caratteristica è un prodotto della pulsar della nebulosa, una stella di neutroni in rapida rotazione. I forti campi magnetici della pulsar accelerano le particelle a velocità estremamente elevate e fanno sì che emettano radiazioni mentre si avvolgono attorno alle linee del campo magnetico. Sebbene emessa attraverso lo spettro elettromagnetico, la radiazione di sincrotrone diventa particolarmente vibrante nell’infrarosso con lo strumento NIRCam di Webb.
Per individuare il cuore pulsar della Nebulosa del Granchio, bisogna tracciare i ciuffi che seguono uno schema circolare a forma di increspatura nel mezzo fino al punto bianco brillante al centro. Più lontano dal nucleo, seguire i sottili nastri bianchi della radiazione. I ciuffi sono raggruppati insieme, delineando la struttura dei campi magnetici della pulsar, che scolpiscono e modellano la nebulosa. Al centro a sinistra e a destra, il materiale bianco curva bruscamente verso l’interno dai bordi della gabbia di polvere filamentosa e si dirige verso la posizione della stella di neutroni, come se il girovita della nebulosa fosse schiacciato. Questo brusco snellimento potrebbe essere causato dal confinamento dell’espansione del vento della supernova da parte di una fascia di gas denso.
Il vento prodotto dal cuore della pulsar continua a spingere verso l’esterno il guscio di gas e polvere ad un ritmo rapido. Notare come i filamenti tendono ad essere più lunghi verso il lato in alto a destra della nebulosa, nella stessa direzione in cui si muove la pulsar. All’interno dei resti, filamenti screziati di colore giallo-bianco e verde formano strutture ad anello su larga scala, che rappresentano le aree in cui risiedono i granelli di polvere.
La ricerca di risposte sul passato della Nebulosa del Granchio continua mentre gli astronomi analizzano ulteriormente i dati di Webb e consultano precedenti osservazioni della nebulosa da parte di altri telescopi. Gli scienziati avranno a disposizione dati più recenti di Hubble da rivedere entro il prossimo anno circa, grazie alla nuova immagine del resto di supernova effettuata dal telescopio. Ciò segnerà il primo sguardo di Hubble alla Nebulosa del Granchio dopo oltre 20 anni e consentirà agli astronomi di confrontare in modo più accurato le scoperte di Webb e Hubble.
