No ano de 1054 DC, Os observadores do céu chineses testemunharam o súbito aparecimento de uma "nova estrela" no céu, que eles registraram como seis vezes mais brilhante do que Vênus, tornando-se o evento estelar mais brilhante observado na história registrada. Esta "estrela convidada, "como eles descreveram, era tão brilhante que as pessoas o viram no céu durante o dia por quase um mês. Os nativos americanos também registraram sua aparição misteriosa em pinturas rupestres.

Observando a nebulosa com o maior telescópio da época, Lord Rosse em 1844 chamou o objeto de "Caranguejo" por causa de sua estrutura semelhante a um tentáculo. Mas não foi até 1900 que os astrônomos perceberam que a nebulosa era a relíquia sobrevivente da supernova 1054, a explosão de uma estrela massiva.

Agora, astrônomos e especialistas em visualização do programa Universo de Aprendizagem da NASA combinaram o visível, infravermelho, e visão de raios-X dos Grandes Observatórios da NASA para criar uma representação tridimensional da dinâmica Nebulosa do Caranguejo.

A visualização gráfica de computador de vários comprimentos de onda é baseada em imagens do Observatório de raios-X Chandra e dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer. O vídeo de aproximadamente quatro minutos disseca a intrincada estrutura aninhada que compõe este cadáver estelar, dando aos telespectadores uma melhor compreensão dos processos físicos extremos e complexos que alimentam a nebulosa. O "motor" poderoso que energiza todo o sistema é um pulsar, uma estrela de nêutrons girando rapidamente, o núcleo superdenso esmagado da estrela explodida. O minúsculo dínamo está emitindo pulsos de radiação intensos 30 vezes por segundo com uma precisão de relógio inacreditável.

Astrônomos e especialistas em visualização do programa Universo de Aprendizagem da NASA combinaram o visível, infravermelho, e visão de raios-X dos Grandes Observatórios da NASA para criar uma representação tridimensional da dinâmica Nebulosa do Caranguejo, os restos esfarrapados de uma estrela explodida.

A visualização gráfica de computador de vários comprimentos de onda é baseada em imagens do Observatório de raios-X Chandra e dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer.

O vídeo de aproximadamente quatro minutos disseca a intrincada estrutura aninhada que compõe este cadáver estelar, dando aos telespectadores uma melhor compreensão dos processos físicos extremos e complexos que alimentam a nebulosa. O "motor" poderoso que energiza todo o sistema é um pulsar, uma estrela de nêutrons girando rapidamente, o núcleo superdenso esmagado da estrela explodida. O minúsculo dínamo está emitindo pulsos de radiação intensos 30 vezes por segundo com uma precisão de relógio inacreditável.

A visualização foi produzida por uma equipe do Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland; o Caltech / IPAC em Pasadena, Califórnia; e o Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian (CfA) em Cambridge, Massachusetts. Ele vai estrear na reunião da American Astronomical Society em Honolulu, Havaí. O filme está disponível para planetários e outros centros de aprendizagem informal em todo o mundo.

"Ver imagens bidimensionais de um objeto, especialmente de uma estrutura complexa como a Nebulosa do Caranguejo, não dá uma boa ideia de sua natureza tridimensional, "explicou o cientista de visualização do STScI, Frank Summers, que liderou a equipe que desenvolveu o filme. "Com esta interpretação científica, queremos ajudar as pessoas a entender a geometria aninhada e interconectada da Nebulosa do Caranguejo. A interação das observações de múltiplos comprimentos de onda ilumina todas essas estruturas. Sem combinar o raio-X, infravermelho, e luz visível, você não tem a imagem completa. "

Certas estruturas e processos, impulsionado pelo motor pulsar no coração da nebulosa, são melhor vistos em comprimentos de onda específicos.

O filme começa mostrando a Nebulosa do Caranguejo no contexto, identificando sua localização na constelação de Touro. Esta visão amplia para apresentar o Hubble, Spitzer, e imagens Chandra da Nebulosa do Caranguejo, cada um destacando uma das estruturas aninhadas no sistema. O vídeo então começa uma lenta construção da estrutura tridimensional de raios-X, mostrando o pulsar e um disco anelado de material energizado, e adicionar jatos de partículas disparando de lados opostos do dínamo energético.

Aparece a seguir uma visão infravermelha rotativa de uma nuvem envolvendo o sistema de pulsar, e brilhando com a radiação síncrotron. Esta forma distinta de radiação ocorre quando fluxos de partículas carregadas espiralam em torno das linhas do campo magnético. Também há emissão infravermelha de poeira e gás.

A camada externa de luz visível da Nebulosa do Caranguejo aparece a seguir. Parecendo uma gaiola em torno de todo o sistema, esta concha de gás brilhante consiste em filamentos em forma de tentáculo de oxigênio ionizado (oxigênio sem um ou mais elétrons). O tsunami de partículas liberado pelo pulsar está empurrando essa nuvem de detritos em expansão como um animal sacudindo sua gaiola.

O raio X, infravermelho, e os modelos de luz visível são combinados no final do filme para revelar tanto uma visão tridimensional rotativa em vários comprimentos de onda quanto a imagem bidimensional em vários comprimentos de onda correspondente da Nebulosa do Caranguejo.

As estruturas tridimensionais servem como aproximações cientificamente informadas para imaginar a nebulosa. "As visualizações tridimensionais de cada estrutura aninhada dão uma ideia de suas verdadeiras dimensões, "Summers disse." Para permitir que os espectadores desenvolvam um modelo mental completo, queríamos mostrar cada estrutura separadamente, do disco anelado e jatos em relevo total, para a radiação síncrotron como uma nuvem em torno disso, e então a luz visível como uma estrutura de gaiola envolvendo todo o sistema. "

Essas estruturas aninhadas são específicas da Nebulosa do Caranguejo. Eles revelam que a nebulosa não é um remanescente clássico de supernova, como antes se pensava. Em vez de, o sistema é melhor classificado como uma nebulosa de vento pulsar. Um remanescente de supernova tradicional consiste em uma onda de explosão, e detritos da supernova que foi aquecida a milhões de graus. Em uma nebulosa de vento pulsar, a região interna do sistema consiste em gás de baixa temperatura que é aquecido a milhares de graus pela radiação síncrotron de alta energia.

"É realmente por meio da estrutura de vários comprimentos de onda que você pode compreender com mais clareza que é uma nebulosa de vento pulsar, "Summers disse." Este é um objetivo de aprendizagem importante. Você pode entender a energia do pulsar no núcleo movendo-se para a nuvem síncrotron, e depois para os filamentos da gaiola. "

Summers e a equipe de visualização do STScI trabalharam com Robert Hurt, cientista líder de visualização do IPAC, nas imagens do Spitzer; e Nancy Wolk, especialista em processamento de imagem no Chandra X-ray Center no CfA, nas imagens do Chandra. O passo inicial foi revisar pesquisas anteriores sobre a Nebulosa do Caranguejo, um objeto intensamente estudado que se formou a partir de uma supernova vista em 1054 por astrônomos chineses.

Começando com o Hubble bidimensional, Spitzer, e imagens Chandra, a equipe trabalhou com especialistas para analisar as complexas estruturas aninhadas que compõem a nebulosa e identificar o melhor comprimento de onda para representar cada componente. A interpretação tridimensional é guiada por dados científicos, conhecimento, e intuição, com traços artísticos preenchendo as estruturas.

A visualização faz parte de uma nova geração de produtos e experiências desenvolvidas pelo programa Universo de Aprendizagem da NASA. O esforço combina uma conexão direta com a ciência e os cientistas das missões de astrofísica da NASA com atenção às necessidades do público para capacitar os jovens, famílias, e alunos ao longo da vida para explorar questões fundamentais na ciência, experimente como a ciência é feita, e descobrir o universo por si próprios.

Este vídeo demonstra o poder da astronomia de vários comprimentos de onda. Ajuda o público a entender como e por que os astrônomos usam várias regiões do espectro eletromagnético para explorar e aprender sobre o nosso universo.