Nell'anno 1054 d.C., Gli osservatori del cielo cinesi hanno assistito all'improvvisa apparizione di una "nuova stella" nei cieli, che hanno registrato come sei volte più luminoso di Venere, rendendolo l'evento stellare osservato più brillante nella storia registrata. Questa "stella ospite, "come l'hanno descritto, era così luminoso che la gente lo vedeva nel cielo durante il giorno per quasi un mese. I nativi americani hanno anche registrato la sua misteriosa apparizione nei petroglifi.

Osservando la nebulosa con il più grande telescopio dell'epoca, Lord Rosse nel 1844 chiamò l'oggetto "Granchio" a causa della sua struttura a forma di tentacolo. Ma fu solo nel 1900 che gli astronomi si resero conto che la nebulosa era la reliquia sopravvissuta della supernova 1054, l'esplosione di una stella massiccia.

Ora, astronomi e specialisti della visualizzazione del programma Universe of Learning della NASA hanno combinato il visibile, infrarossi, e la visione a raggi X dei Grandi Osservatori della NASA per creare una rappresentazione tridimensionale della dinamica Nebulosa del Granchio.

La visualizzazione della grafica computerizzata a lunghezza d'onda multipla si basa sulle immagini dell'Osservatorio a raggi X Chandra e dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer. Il video di circa quattro minuti analizza l'intricata struttura annidata che costituisce questo cadavere stellare, offrendo agli spettatori una migliore comprensione dei processi fisici estremi e complessi che alimentano la nebulosa. Il "motore" che dà energia all'intero sistema è una pulsar, una stella di neutroni in rapida rotazione, il nucleo frantumato superdenso della stella esplosa. La minuscola dinamo emette impulsi roventi di radiazioni 30 volte al secondo con un'incredibile precisione di un orologio.

Gli astronomi e gli specialisti della visualizzazione del programma Universe of Learning della NASA hanno combinato il visibile, infrarossi, e la visione a raggi X dei Grandi Osservatori della NASA per creare una rappresentazione tridimensionale della dinamica Nebulosa del Granchio, i resti sbrindellati di una stella esplosa.

La visualizzazione della grafica computerizzata a lunghezza d'onda multipla si basa sulle immagini dell'Osservatorio a raggi X Chandra e dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer.

Il video di circa quattro minuti analizza l'intricata struttura annidata che costituisce questo cadavere stellare, offrendo agli spettatori una migliore comprensione dei processi fisici estremi e complessi che alimentano la nebulosa. Il "motore" che dà energia all'intero sistema è una pulsar, una stella di neutroni in rapida rotazione, il nucleo frantumato superdenso della stella esplosa. La minuscola dinamo emette impulsi roventi di radiazioni 30 volte al secondo con un'incredibile precisione di un orologio.

La visualizzazione è stata prodotta da un team dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, Maryland; il Caltech/IPAC di Pasadena, California; e il Centro di Astrofisica | Harvard &Smithsonian (CfA) a Cambridge, Massachusetts. Debutterà al meeting dell'American Astronomical Society a Honolulu, Hawaii. Il film è disponibile per planetari e altri centri di apprendimento informale in tutto il mondo.

"Vedere immagini bidimensionali di un oggetto, soprattutto di una struttura complessa come la Nebulosa del Granchio, non ti dà una buona idea della sua natura tridimensionale, " ha spiegato Frank Summers, scienziato della visualizzazione di STScI, che ha guidato la squadra che ha sviluppato il film. "Con questa interpretazione scientifica, vogliamo aiutare le persone a capire la geometria nidificata e interconnessa della Nebulosa del Granchio. L'interazione delle osservazioni multilunghezza d'onda illumina tutte queste strutture. Senza combinare i raggi X, infrarossi, e luce visibile, non ottieni il quadro completo."

Alcune strutture e processi, guidato dal motore pulsar nel cuore della nebulosa, si vedono meglio a particolari lunghezze d'onda.

Il film inizia mostrando la Nebulosa del Granchio nel contesto, individuando la sua posizione nella costellazione del Toro. Questa vista ingrandisce per presentare Hubble, Spitzer, e Chandra immagini della Nebulosa del Granchio, ognuna evidenziando una delle strutture nidificate nel sistema. Il video inizia quindi un lento accumulo della struttura radiografica tridimensionale, che mostra la pulsar e un disco anellato di materiale energizzato, e aggiungendo getti di particelle sparati dai lati opposti della dinamo energetica.

Appare poi una vista a infrarossi rotante di una nuvola che avvolge il sistema pulsar, e incandescente dalla radiazione di sincrotrone. Questa forma distintiva di radiazione si verifica quando flussi di particelle cariche si sviluppano a spirale attorno alle linee del campo magnetico. C'è anche l'emissione di infrarossi da polvere e gas.

Successivamente appare il guscio esterno a luce visibile della Nebulosa del Granchio. Sembra una gabbia intorno all'intero sistema, questo guscio di gas incandescente è costituito da filamenti a forma di tentacolo di ossigeno ionizzato (l'ossigeno manca di uno o più elettroni). Lo tsunami di particelle liberate dalla pulsar sta spingendo su questa nuvola di detriti in espansione come un animale che scuote la sua gabbia.

La radiografia, infrarossi, e i modelli a luce visibile sono combinati alla fine del film per rivelare sia una vista multilunghezza d'onda tridimensionale rotante che la corrispondente immagine multilunghezza d'onda bidimensionale della Nebulosa del Granchio.

Le strutture tridimensionali servono come approssimazioni scientificamente informate per immaginare la nebulosa. "Le viste tridimensionali di ogni struttura annidata ti danno un'idea delle sue vere dimensioni, " Summers ha detto. "Per consentire agli spettatori di sviluppare un modello mentale completo, volevamo mostrare ogni struttura separatamente, dal disco inanellato e dai getti in netto rilievo, alla radiazione di sincrotrone come una nuvola intorno, e poi la luce visibile come una struttura a gabbia che circonda l'intero sistema."

Queste strutture nidificate sono particolari della Nebulosa del Granchio. Rivelano che la nebulosa non è un classico residuo di supernova come una volta si pensava comunemente. Anziché, il sistema è meglio classificato come nebulosa del vento pulsar. Un tradizionale residuo di supernova è costituito da un'onda d'urto, e detriti dalla supernova che è stata riscaldata a milioni di gradi. In una nebulosa del vento pulsar, la regione interna del sistema è costituita da gas a temperatura più bassa che viene riscaldato fino a migliaia di gradi dalla radiazione di sincrotrone ad alta energia.

"È davvero attraverso la struttura a più lunghezze d'onda che puoi comprendere più chiaramente che si tratta di una nebulosa del vento pulsar, " Summers ha detto. "Questo è un importante obiettivo di apprendimento. Puoi capire l'energia dalla pulsar al nucleo che si sposta verso la nuvola di sincrotrone, e poi più in là fino ai filamenti della gabbia."

Summers e il team di visualizzazione STScI hanno lavorato con Robert Hurt, scienziato capo della visualizzazione presso IPAC, sulle immagini di Spitzer; e Nancy Wolk, specialista in elaborazione di immagini presso il Chandra X-ray Center presso il CfA, sulle immagini di Chandra. Il loro primo passo è stato rivedere le ricerche passate sulla Nebulosa del Granchio, un oggetto intensamente studiato che si è formato da una supernova vista nel 1054 dagli astronomi cinesi.

A partire dall'Hubble bidimensionale, Spitzer, e Chandra immagini, il team ha lavorato con esperti per analizzare le complesse strutture annidate che compongono la nebulosa e identificare la migliore lunghezza d'onda per rappresentare ogni componente. L'interpretazione tridimensionale è guidata da dati scientifici, conoscenza, e intuizione, con caratteristiche artistiche che riempiono le strutture.

La visualizzazione fa parte di una nuova generazione di prodotti ed esperienze sviluppate dal programma Universe of Learning della NASA. Lo sforzo combina una connessione diretta con la scienza e gli scienziati delle missioni astrofisiche della NASA con l'attenzione alle esigenze del pubblico per consentire ai giovani, famiglie, e studenti per tutta la vita per esplorare questioni fondamentali nella scienza, sperimentare come si fa la scienza, e scoprire l'universo da soli.

Questo video dimostra la potenza dell'astronomia multilunghezza d'onda. Aiuta il pubblico a capire come e perché gli astronomi utilizzano più regioni dello spettro elettromagnetico per esplorare e conoscere il nostro universo.