Το 1054, Κινέζοι αστρονόμοι παρατήρησαν στον έναστρο ουρανό ένα «νέο άστρο», τόσο φωτεινό που ήταν ορατό ακόμη και στην διάρκεια της ημέρας. Η εκτυφλωτική του λάμψη σιγά-σιγά εξασθένησε. Παρέμεινε ωστόσο ορατή για 23 ολόκληρες ημέρες, ενώ τη νύχτα οι παρατηρητές του ουρανού της εποχής εκείνης εξακολουθούσαν να την βλέπουν για περισσότερο από έναν χρόνο μετά. Η λάμψη αυτή σηματοδοτούσε τον εκρηκτικό θάνατο ενός γιγάντιου άστρου περίπου 6.500 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Ταύρου. Το λείψανο της έκρηξης παρατηρήθηκε για πρώτη φορά με τηλεσκόπιο στην διάρκεια του 18ου αιώνα και ονομάστηκε νεφέλωμα Καρκίνος.

Εδώ και αρκετά χρόνια γνωρίζουμε ότι αυτού του είδους οι εκρήξεις, υπερκαινοφανών Τύπου II όπως ονομάζονται, σηματοδοτούν το τέλος των γιγάντιων άστρων του Σύμπαντος, τα οποία έχουν τουλάχιστον οκταπλάσια μάζα από αυτήν του Ήλιου. Τα άστρα αυτά καταναλώνουν με αστραπιαία ταχύτητα τα πυρηνικά τους αποθέματα, συντήκοντας όλο και βαρύτερα στοιχεία στο εσωτερικό τους. Όταν, όμως, ο πυρήνας τους μετατραπεί εξ ολοκλήρου σε σίδηρο, οι πυρηνικές αντιδράσεις σταματούν, διότι δεν είναι ενεργειακά εφικτό να συντηχθεί ο σίδηρος σε βαρύτερα στοιχεία.

Χωρίς, όμως, την πίεση που οφείλεται στις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης, η βαρύτητα κυριαρχεί και ο πυρήνας του άστρου υφίσταται μία καταστροφική ενδόρρηξη, καθώς συμπιέζεται ίσως και στο ένα εκατομμυριοστό του αρχικού του μεγέθους, απελευθερώνοντας ασύλληπτα ποσά ενέργειας. Εντέλει, μετατρέπεται σε μία υπέρπυκνη σφαίρα νετρονίων, με μάζα μεγαλύτερη απ’ αυτήν του Ήλιου, συμπιεσμένη σε μία σφαίρα με διάμετρο λίγων μόνο χιλιομέτρων.

Την ίδια στιγμή, οι εξωτερικές στιβάδες του μητρικού άστρου, που συνεχίζουν την κατάρρευσή τους προς το κέντρο, επιταχύνονται από την ακραία βαρυτική έλξη σε τεράστιες ταχύτητες και προσκρούουν στον συμπαγή αστρικό πυρήνα με αδιανόητη ορμή, ενώ στην συνέχεια εκτινάσσονται προς τα έξω.

Η πρωτοφανής βιαιότητα της έκρηξης που ακολουθεί, εκτινάσσει τις εξωτερικές στιβάδες του άστρου στο Διάστημα, αφήνοντας ως «λείψανο» τον υπέρπυκνο και περιστρεφόμενο πυρήνα του. Εάν ο αστρικός αυτός πυρήνας έχει μάζα μικρότερη από τις περίπου 3 ηλιακές μάζες, τότε η περαιτέρω συμπίεσή του σταματά και το αστρικό «λείψανο» που επιβιώνει της καταστροφικής έκρηξης είναι αυτός ακριβώς ο αστρικός πυρήνας, δηλαδή ένας περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων, στο κέντρο ενός ταχύτατα διαστελλόμενου νεφελώματος.

Το Νεφέλωμα Καρκίνος, επομένως, είναι το λείψανο ενός υπερκαινοφανούς, το οποίο συνεχίζει να εξελίσσεται και να διαστέλλεται εδώ και σχεδόν μια χιλιετία. Σχεδόν πάντα, ωστόσο, οι απεικονίσεις παρόμοιων νεφελωμάτων είναι «παγωμένες» στον χρόνο, καθώς αποτυπώνουν μία μεμονωμένη τηλεσκοπική λήψη, και ως εκ τούτου αδυνατούν να αποδώσουν την αίσθηση της αλλαγής στο πέρασμα του χρόνου. Η μεγάλη, ωστόσο, διάρκεια ζωής του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε την δυναμική μεταβολή του νεφελώματος στην διάρκεια ενός χρονικού διαστήματος που καλύπτει ένα τέταρτο του αιώνα. Πραγματικά, η πρώτη απεικόνιση ολόκληρου του νεφελώματος από το Hubble έγινε το 1999 και οι τελευταίες το 2024, όταν το γερασμένο αλλά θρυλικό αυτό διαστημικό τηλεσκόπιο έστρεψε ξανά την διεισδυτική του ματιά προς το ίδιο νεφέλωμα.

Η πολύπλοκη νηματοειδής δομή του νεφελώματος Καρκίνος, κυρίως όμως η διαστολή  του τα τελευταία 25 χρόνια με ταχύτητα που αγγίζει τα 5,5 εκατ. km/h είναι εμφανής στις εικόνες του Hubble. Τα νήματα αυτά ωθούνται προς τα έξω από την ενέργεια που εκλύει ο αστέρας νετρονίων που βρίσκεται στον πυρήνα του, το λείψανο δηλαδή της αδιανόητα βίαιης έκρηξης ενός γιγάντιου άστρου, η εκτυφλωτική λάμψη της οποίας παρατηρήθηκε πριν από σχεδόν χίλια χρόνια.

Έτσι, λοιπόν, 25 χρόνια μετά τις πρώτες παρατηρήσεις του νεφελώματος Καρκίνος, το Hubble μας προσφέρει μια νέα, απαράμιλλη και λεπτομερέστατη εικόνα του, που αναδεικνύει και την δυναμική του εξέλιξη σε αυτό το χρονικό διάστημα. Η αναλυτική παρουσίαση των νέων αυτών παρατηρήσεων δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal.

Σύμφωνα με τον William Blair, αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και κύριο συγγραφέα της σχετικής μελέτης, η πραγματική αξία των τελευταίων αυτών παρατηρήσεων από το Hubble δεν έχει αποκαλυφθεί ακόμα. Τα δεδομένα του Hubble μπορούν να συνδυαστούν με πρόσφατα δεδομένα από άλλα τηλεσκόπια, τα οποία «βλέπουν» σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, όπως το James Webb που «βλέπει» στο υπέρυθρο και απεικόνισε το ίδιο νεφέλωμα το 2024. Η σύγκριση της εικόνας του Hubble με άλλες σύγχρονες παρατηρήσεις σε διαφορετικά μήκη κύματος θα βοηθήσει τους επιστήμονες να συνθέσουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για την εξέλιξη του νεφελώματος Καρκίνος στον χρόνο.

Πηγή: NASA’s Hubble Revisits Crab Nebula to Track 25 Years of Expansion - NASA Science

Φωτογραφία: το νεφέλωμα Καρκίνος, όπως απεικονίστηκε το 2024 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble [Credit: NASA, ESA, STScI, William Blair (JHU); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)].

π