精美絕倫、前所未見的細節有助於揭開超新星遺跡令人費解的歷史。儘管蟹狀星雲是研究得最透徹的超新星殘餘物之一，但關於它的祖先和產生它的爆炸性質的問題仍然沒有答案。美國國家航空暨太空總署的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）正在尋找超新星殘骸中殘留的任何線索。韋伯的紅外線靈敏度和空間分辨率讓天文學家對這個仍在不斷擴展的場景有了更全面的了解。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）凝視著蟹狀星雲，尋找關於超新星遺跡起源的答案。這張由韋伯的NIRCam（近紅外線相機）和MIRI（中紅外光譜儀）拍攝的照片揭示了紅外光下的新細節。超新星殘骸由幾種不同的成分組成，包括雙電離硫（橘紅色代表）、電離鐵（藍色）、塵埃（黃白色和綠色）以及同步輻射（白色）。在這張圖像中，韋伯的NIRCam 和MIRI 的不同濾光片被賦予了不同的顏色：藍色（F162M）、淡藍色（F480M）、青色（F560W）、綠色（F1130W）、橙色（F1800W）和紅色（F2100W）。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Tea Temim（普林斯頓大學）

哈伯太空望遠鏡拍攝的蟹狀星雲光學影像（左）和詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝的蟹狀星雲紅外線影像（右）並排對比。哈伯望遠鏡的影像發佈於2005年，而天文學家最近使用韋伯望遠鏡的NIRCam（近紅外線相機）和MIRI（中紅外線儀器）揭示了蟹狀星雲的新細節。透過研究最近收集到的韋伯數據，並參考哈伯等其他望遠鏡以前對蟹狀星雲的觀測結果，天文學家可以對這個神秘的超新星殘餘物有一個更全面的了解。圖片來源：哈伯圖片： NASA, ESA, J. Hester, A. Loll（亞利桑那州立大學）；韋伯圖像： 美國太空總署、歐空局、加空間局、STScI、T. Temim（普林斯頓大學）

觀察蟹狀星雲

NASA的詹姆斯韋伯太空望遠鏡凝視著蟹狀星雲，它是位於6500光年外金牛座的一顆超新星殘餘。自從公元1054 年11 世紀的天文學家記錄下這一高能量事件以來，蟹狀星雲一直吸引著人們的關注和更多的研究，科學家們試圖透過對蟹狀星雲這個相對較近的例子進行深入研究，來了解超新星的條件、行為與後效應。

普林斯頓大學的Tea Temim 領導的研究小組正在利用韋伯的NIRCam（近紅外線照相機）和MIRI（中紅外線儀器）尋找蟹狀星雲起源的答案。

Temim解釋說：”韋伯望遠鏡的靈敏度和空間分辨率使我們能夠準確地確定噴出物質的成分，特別是鐵和鎳的含量，這可能揭示是哪種類型的爆炸產生了蟹狀星雲。”

這張哈伯望遠鏡拍攝的照片是有史以來最細緻的蟹狀星雲全貌。蟹狀星雲是天文學中最有趣、研究最深入的天體之一。蟹狀星雲是一顆恆星超新星爆炸後不斷膨脹的殘餘物。西元1054 年，日本和中國的天文學家記錄了近1000 年前的這起劇烈事件，美洲原住民也可能記錄了這起事件。自從恆星爆炸以來，這個發光的遺跡一直在擴大，現在它的寬度大約是11 光年。圖片來源：NASA、ESA 和Allison Loll/Jeff Hester（亞利桑那州立大學）。鳴謝： 達維德-德-馬丁（Davide De Martin）（歐空局/哈伯）

比較觀測結果

乍一看，超新星殘骸的大致形狀與美國太空總署哈伯太空望遠鏡2005 年發布的光學波長影像（見上圖）相似。在韋伯的紅外線觀測中，一個由蓬鬆的氣態細絲組成的橘紅色籠狀結構清晰可見。不過，在中心區域，韋伯首次繪製出了塵粒（黃白色和綠色）的發射圖。

在韋伯拍攝到的紅外光中，蟹狀星雲內部運作的其他方面變得更加突出和詳細。韋伯特別突出了所謂的同步輻射：帶電粒子（如電子）以相對論性速度圍繞磁場線運動時產生的輻射。在蟹狀星雲的大部分內部，這種輻射以乳白色煙霧狀物質的形式出現。

這段影片介紹了蟹狀星雲，它是一顆超新星的殘餘物，位於6500 光年之外的金牛座。儘管蟹狀星雲距離地球如此遙遠，但它是大質量恆星爆炸死亡後殘留物的一個相對近距離的例子。

脈衝星心及其影響

這個特徵是星雲的脈衝星–一顆快速旋轉的中子星–的產物。脈衝星的強磁場將粒子加速到極高的速度，並使它們在繞著磁場線旋轉時發出輻射。雖然同步輻射是在整個電磁波譜範圍內發出的，但透過韋伯的NIRCam 儀器，我們可以看到同步輻射前所未有的細節。

要找到蟹狀星雲的脈衝星心臟，可以沿著中間環形漣漪狀的縷線追蹤到中心的亮白點。從核心向外延伸，沿著細細的白色輻射帶。這些彎曲的縷線緊密地組合在一起，勾勒出脈衝星磁場的結構，它雕刻並塑造了星雲。

以下為來自韋伯望遠鏡的近紅外線波束和中紅外線成像儀拍攝到的蟹狀星雲影像，帶有羅盤箭頭、比例尺和供參考的色鍵。向北和向東的羅盤箭頭顯示了影像在天空中的方位。請注意，相對於地面地圖上的方向箭頭（從上往下看），天空中的北方和東方之間的關係（從下往上看）是顛倒的。刻度條標註的單位是光年，即光在一個地球年中的傳播距離。(光走過與光柱長度相等的距離需要2 年）。一光年約等於5.88 兆英里或9.46 兆公里。本圖所示的視場直徑約為10 光年。

這張影像顯示的是看不見的近紅外線和中紅外光波長，這些波長已轉換成可見光顏色。色鍵顯示了收集這些光線時使用了哪些NIRCam 和MIRI 濾光片。每個濾光片名稱的顏色就是用來表示通過該濾光片的紅外光的可見光顏色。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Tea Temim（普林斯頓大學）

在中心左側和右側，白色物質從絲狀塵埃籠的邊緣急劇向內彎曲，並向中子星的位置延伸，就好像星雲的腰部被捏住了一樣。這種突然變細的現象可能是由於超新星風的膨脹受到了高密度氣體帶的限制。

脈衝星心臟產生的風繼續將氣體和塵埃外殼向外快速推擠。在殘餘物的內部，黃白色和綠色的斑駁細絲形成了大尺度的環狀結構，這些結構代表了塵粒所在的區域。

未來的分析與比較

隨著天文學家進一步分析韋伯數據並參考其他望遠鏡先前對殘餘物的觀測結果，尋找蟹狀星雲過去答案的工作仍在繼續。在未來一年左右的時間裡，科學家將獲得哈伯望遠鏡對超新星殘餘物重新成像後所得到的最新數據。這將標誌著哈伯望遠鏡20多年來首次觀測蟹狀星雲的發射線，並將使天文學家能夠更準確地比較韋伯望遠鏡和哈伯望遠鏡的發現。