Nébuleuse du Crabe

La nébuleuse du Crabe (M1, NGC 1952, Taurus A, Taurus X-1) est un rémanent de supernova résultant de l'explosion d'une étoile massive en supernova historique (SN 1054) observée par un astronome chinois durant la période de ladynastie Song de juillet 1054 à avril 1056. La nébuleuse a été observée pour la première fois en 1731 par John Bevis, puis en 1758 par Charles Messier qui en fait le premier objet de son catalogue

Située à une distance de ∼6 200 a.l. (∼1 900 pc) de la Terre, dans la constellation du Taureau, la nébuleuse a un diamètre de ∼10 a.l. (∼3,07 pc) et sa vitesse d'expansion est de 1 500 km/s, caractéristiques typiques pour un rémanent de cet âge. C'est le premier objet astronomique à avoir été associé à une explosion historique de supernova.

Nebuleuse du crabe

 

Située à une distance de ∼6 200 a.l. (∼1 900 pc) de la Terre, dans la constellation du Taureau, la nébuleuse a un diamètre de ∼10 a.l. (∼3,07 pc) et sa vitesse d'expansion est de 1 500 km/s, caractéristiques typiques pour un rémanent de cet âge. C'est le premier objet astronomique à avoir été associé à une explosion historique de supernova.

La nébuleuse contient en son centre un pulsar, le pulsar du Crabe (ou PSR B0531+21) qui tourne sur lui-même environ trente fois par seconde. Il s'agit du pulsar le plus énergétique connu, rayonnant environ 200 000 fois plus d'énergie que leSoleil, dans une gamme de fréquence extrêmement vaste, s'étalant de 10 mégahertz à plus de 30 GeV, soit près de 18 ordres de grandeurs. Le pulsar joue un rôle important dans la structure de la nébuleuse, étant entre autres responsable de son éclairement central.

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Caractéristiques physiques

En lumière visible, la nébuleuse du Crabe est une large masse ovale de filaments, d'une longueur d'environ 6 minutes d'arc et d'une largeur de 4 minutes d'arcnote 1, entourant une région centrale diffuse bleue. Sa magnitude absolue est de -3 (correspondant environ à la luminosité de 1000 soleils) et sa masse est d'environ 5 masses solaires6.

Les filaments sont les restes de l'atmosphère de l'étoile progénitrice et sont constitués principalement d'hélium et d'hydrogèneionisés ainsi que de carbone, d'oxygène, d'azote, de fer, de néon et de soufre. La température des filaments est comprise entre 11 000 et 18 000 K, et leur densité de matière est d'environ 1 300 particules par centimètre cube7. La spectroscopiepermet de distinguer deux composantes principales des émissions en lumière visible : une dans le vert et rouge, due à de l'oxygène doublement ionisé ([O III]) et à de l'hydrogène (H-alpha) produites par les couches hautes de l'atmosphère de l'étoile progénitrice en expansion rapide, se heurtant avec le milieu interstellaire. L'autre, de couleur bleue, présente un spectre continu et est très polarisé6.

En 1953, Iosif Shklovsky émet l'hypothèse selon laquelle la région bleue diffuse est principalement produite par rayonnement synchrotron, rayonnement dû à la courbure de la trajectoire d'électrons se déplaçant à des vitesses relativistes (c'est-à-dire proche de la vitesse de la lumière)8. Trois ans plus tard, sa théorie est confirmée par des observations. Dans les années 1960, il est établi que c'est un intense champ magnétique produit par l'étoile centrale de la nébuleuse qui accélère et courbe la trajectoire des électrons9. Cette étoile est une étoile à neutrons et un pulsar, rémanent de la supernova à l'origine de la nébuleuse : le pulsar du Crabe.

La vitesse d'expansion de la nébuleuse a été déterminée en quantifiant le décalage de son spectre par effet Doppler et est estimée à environ 1 500 km/s10. Parallèlement, des images prises à plusieurs années d'intervalle révèlent la lente expansion angulaire apparente sur le ciel. En comparant cette expansion angulaire avec la vitesse d'expansion, la distance de la nébuleuse par rapport au Soleil et sa taille ont pu être estimées à respectivement environ 6 200 et 10 années-lumière6

À partir de la vitesse d'expansion de la nébuleuse observée actuellement, il est possible de vérifier la date de la supernova qui correspond à sa formation. Le calcul conduit à une date de quelques décennies antérieure à 1054. Une explication plausible de ce décalage serait que la vitesse d'expansion n'a pas été uniforme, mais s'est accélérée depuis l'explosion de la supernova11. Cette accélération serait due à l'énergie du pulsar qui alimenterait le champ magnétique de la nébuleuse qui, en s'étendant, entraîne les filaments vers l'extérieur12.

Les estimations de la masse totale de la nébuleuse permettent d'évaluer la masse de la supernova initiale. Les estimations de la masse contenue dans les filaments de la nébuleuse du Crabe varient d'une à cinq masses solaires13. D'autres estimations basées sur le pulsar du Crabe ont mené à des valeurs différentes.

sources et images wikipedia

Date de dernière mise à jour : 14/06/2015