คำถาม: ใจกลางเนบิวลาปูเป็นที่อยู่ของอะไร?

text: ณ ใจกลางเนบิวลาปูเป็นที่อยู่ของพัลซาร์ปู ดาวนิวตรอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 28-30 กิโลเมตร ซึ่งปลดปล่อยรังสีตั้งแต่รังสีแกมมาไปจนถึงคลื่นวิทยุด้วยอัตราการหมุน 30.2 รอบต่อวินาที เนบิวลาปูเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์วัตถุแรกที่สามารถระบุได้จากการระเบิดซูเปอร์โนวาในประวัติศาสตร์
title: เนบิวลาปู

text: ณ ใจกลางเนบิวลาปูมีดาวฤกษ์ที่ไม่สว่างนักสองดวง ซึ่งดาวฤกษ์หนึ่งในนั้นทำให้เนบิวลาปูสามารถถือกำเนิดขึ้นได้ การระบุข้อเท็จจริงนี้เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2485 เมื่อรูดอล์ฟ มินคอฟสกีค้นพบว่าคลื่นที่ตามองเห็นในบริเวณดังกล่าวมีความผิดปกติสูง ปี ค.ศ. 1949 มีการค้นพบแหล่งคลื่นวิทยุอย่างเข้มในบริเวณโดยรอบดาวฤกษ์นี้ และพบแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ในปี พ.ศ. 2506 นอกจากนี้ยังจัดดาวฤกษ์นี้ว่าเป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้าที่มองเห็นในช่วงรังสีแกมมา ในปี ค.ศ. 1967 ต่อมาในปี ค.ศ. 1968 มีการค้นพบว่าดาวฤกษ์ปลดปล่อยรังสีออกมาเป็นจังหวะถี่ ๆ ซึ่งทำให้มันเป็นหนึ่งในพัลซาร์แห่งแรก ๆ ที่มีการค้นพบ
title: เนบิวลาปู

text: การปลดปล่อยพลังงานสูงได้ทำให้เกิดย่านความเปลี่ยนแปลงสูงอย่างผิดปกติที่ใจกลางของเนบิวลาปู ในขณะที่วัตถุทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่วิวัฒนาการตัวเองอย่างช้า ๆ จนต้องใช้เวลาหลายปีในการสังเกตหาความแตกต่าง แต่ส่วนในของเนบิวลาปูแสดงความเปลี่ยนแปลงจนสังเกตเห็นได้ในเวลาไม่กี่วัน ลักษณะความเปลี่ยนแปลงที่มากที่สุดในส่วนในของเนบิวลาปู คือ จุดที่ลมเส้นศูนย์สูตรของพัลซาร์ปะทะกับส่วนกั้นเนบิวลา ซึ่งทำให้เกิดคลื่นชะงัก รูปร่างและตำแหน่งของปรากฏการณ์ดังกล่าวเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เพราะลมเส้นศูนย์สูตรปรากฏขึ้นมาเป็นวงๆ จำนวนมากที่ทั้งสูงชั้นและสว่าง แล้วจึงจางหายไปเมื่อมันเคลื่อนออกจากพัลซาร์ไปยังส่วนหลักของเนบิวลา
title: เนบิวลาปู

text: พัลซาร์เป็นแหล่งรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากำลังสูง ซึ่งปลดปล่อยพลังงานออกมาในเวลาสั้น ๆ ด้วยความถี่ที่รวดเร็วหลายครั้งต่อวินาที พวกมันเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่เมื่อครั้งถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2510 และทีมนักดาราศาสตร์ถึงกับคิดว่ามันอาจเป็นสัญญาณจากอารยธรรมที่เจริญแล้วทีเดียว อย่างไรก็ตาม การค้นพบว่ามันเป็นแหล่งคลื่นวิทยุที่มีการปลดปล่อยออกมาเป็นจังหวะที่ใจกลางของเนบิวลาปู ได้กลายมาเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่ว่าพัลซาร์ถือกำเนิดขึ้นมาจากซูเปอร์โนวา ปัจจุบันนี้เป็นที่เข้าใจกันว่ามันเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูง ซึ่งมีสนามแม่เหล็กกำลังแรงที่รวมการปลดปล่อยรังสีออกมาเป็นลำแคบ ๆ
title: เนบิวลาปู

text: เมื่อย่านเนบิวลาก่อนสุริยะ ซึ่งน่าจะเป็นจุดกำเนิดของระบบสุริยะเกิดแตกสลายลง โมเมนตัมเชิงมุมที่มีอยู่ทำให้มันหมุนตัวไปเร็วยิ่งขึ้น ที่ใจกลางของย่านซึ่งเป็นศูนย์รวมมวลอันหนาแน่นมีอุณหภูมิเพิ่มสูงมากขึ้นกว่าแผ่นจานที่หมุนอยู่รอบ ๆ ขณะที่เนบิวลานี้หดตัวลง มันก็เริ่มมีทรงแบนยิ่งขึ้นและค่อย ๆ ม้วนตัวจนกลายเป็นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 200 AU พร้อมกับมีดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่หนาแน่นและร้อนจัดอยู่ ณ ใจกลาง เมื่อการวิวัฒนาการดำเนินมาถึงจุดนี้ เชื่อว่าดวงอาทิตย์ได้มีสภาพเป็นดาวฤกษ์ชนิด T Tauri ผลจากการศึกษาดาวฤกษ์ชนิด T Tauri พบว่ามันมักมีแผ่นจานของมวลสารดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่มีมวลประมาณ 0.001-0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กับมวลของเนบิวลาในตัวดาวฤกษ์เองอีกเป็นส่วนใหญ่จำนวนมหาศาล ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานรวมมวลเหล่านี้
title: ระบบสุริยะ

text: ในคลื่นที่ตามองเห็น เนบิวลาประกอบด้วยมวลของเส้นใยทรงรีกว้าง ยาว 6 ลิปดาและกว้าง 4 ลิปดา(เทียบกับจันทร์เพ็ญที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ลิปดา) ล้อมรอบบริเวณใจกลางสีน้ำเงินที่กระจายตัวออก ส่วนในสามมิติคาดว่าเนบิวลาปูจะมีรูปร่างคล้ายทรงคล้ายทรงกลมแบนข้าง เส้นใยที่เห็นเป็นซากที่เหลือจากชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ต้นกำเนิดซูเปอร์โนวา ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฮีเลียมและไฮโดรเจนไอออน ตลอดจนคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน เหล็ก นีออน และซัลเฟอร์ อุณหภูมิของเส้นใยอยู่ที่ระหว่าง 11,000-18,000 เคลวิน และความหนาแน่นของมันอยู่ที่ 1,300 อนุภาคต่อตารางเซนติเมตร
title: เนบิวลาปู

text: เนบิวลาปูอยู่ห่างจากสุริยวิถี 1½ ° ซึ่งเป็นระนาบของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่า ดวงจันทร์ และโลกในบางครั้ง สามารถเคลื่อนผ่านหรือบดบังเนบิวลาได้ และถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์จะไม่เคลื่อนผ่านเนบิวลา แต่ชั้นโคโรน่าของดวงอาทิตย์ได้ผ่านด้านหน้าเนบิวลา การเคลื่อนผ่านและการผ่านหน้าสามารถใช้วิเคราะห์ทั้งเนบิวลาและวัตถุที่ผ่านหน้ามันได้ โดยการสังเกตลักษณะการเปลี่ยนแปลงของรังสีจากเนบิวลาที่เกิดขึ้นจากวัตถุที่เคลื่อนผ่าน
title: เนบิวลาปู

text: ในปี พ.ศ. 2496 ไอโอซิฟ ชคล็อฟสกีเสนอว่าบริเวณการกระจายตัวสีน้ำเงินนั้นส่วนมากเกิดจากการแผ่รังสีซิงโครตรอน ซึ่งมีการปล่อยรังสีออกไปเป็นแนวโค้งของอิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงเกือบครึ่งหนึ่งของอัตราเร็วของแสง สามปีให้หลัง ทฤษฎีดังกล่าวได้รับการพิสูจน์จากการสังเกต ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 มีการค้นพบว่าแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนแนวโค้งนั้นเป็นสนามแม่เหล็กเข้มสร้างจากดาวนิวตรอนซึ่งอยู่ใจกลางเนบิวลา
title: เนบิวลาปู

text: ถึงแม้ว่าเนบิวลาปูจะเป็นที่สนใจของบรรดานักดาราศาสตร์อย่างมาก แต่ระยะห่างจากโลกของมันยังคงเป็นปริศนาเนื่องจากวิธีการที่ใช้ในการประมาณระยะห่างยังไม่ชัดเจน จนถึงปี พ.ศ. 2551 จึงได้ข้อสรุปที่เห็นตรงกันว่ามันอยู่ห่างจากโลก 2.0 ± 0.5 กิโลพาร์เซก (6.5 ± 1.6 ปีแสง) เนบิวลาปูกำลังขยายตัวออกไปด้วยอัตราเร็ว 1,500 กิโลเมตรต่อวินาที ภาพถ่ายเมื่อหลายปีก่อนแสดงให้เห็นถึงการขยายตัวอย่างช้า ๆ ของเนบิวลา และเมื่อเปรียบเทียบการขยายตัวเชิงมุมกับสเปกโทรสโคปีซึ่งวัดจากอัตราเร็วในการขยายตัวของมัน ทำให้สามารถประมาณระยะห่างจากโลกของเนบิวลาปูได้ ในปี พ.ศ. 2516 การวิเคราะห์จากหลายวิธีที่แตกต่างกันซึ่งใช้เพื่อคำนวณระยะห่างไปยังเนบิวลาได้ข้อสรุปว่าอยู่ที่ราว 6,300 ปีแสง ขนาดของเนบิวลาด้านที่ยาวที่สุดซึ่งมองเห็นได้ วัดได้ราว 13 ± 3 ปีแสง
title: เนบิวลาปู

text: ครั้นต่อมาได้มีการศึกษาสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ พบว่ามีฮีเลียม แต่ไม่พบเนบิวเลียม จนเฮนรี นอร์ริส รัสเซล (Henry Norris Russel) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เสนอว่า "เนบิวเลียม" เป็นธาตุที่เราคุ้นเคยกันดี แต่อยู่ในสภาวะที่เราไม่ทราบ ต่อมาค้นพบว่าใจกลางของเนบิวลาดาวเคราะห์ (คือดาวแคระขาว) มีอุณหภูมิสูงมากแต่มีแสงจางมาก ขณะที่ชั้นนอกของดาวยักษ์แดงดวงเดิมขยายตัวออกสู่อวกาศเสมอ จนเกิดแนวคิดว่าเนบิวลาดาวเคราะห์เป็นจุดจบของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย (ต่างกับซูเปอร์โนวาที่เป็นจุดจบของดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก)
title: เนบิวลาดาวเคราะห์