Au cœur du Crabe : une reconstruction en 3D du célèbre reste de supernova révèle une structure filamentaire complexe en forme de cœur.

Grâce au puissant spectromètre imageur SITELLE installé au télescope Canada-France-Hawaï (CFHT), des astronomes ont cartographié la célèbre nébuleuse du Crabe avec une finesse sans précédent, leur permettant de produire une toute première représentation tridimensionnelle réaliste des débris de cette explosion de supernova. Cette analyse révèle une structure filamentaire complexe dont la morphologie globale fait penser à un cœur.

La nébuleuse du Crabe (Messier 1) est l’un des objets astronomiques les plus étudiés, tant par les astronomes amateurs que par les chercheurs professionnels. Depuis qu’un lien a clairement été établi entre cette nébuleuse et « l’étoile invitée » découverte par les astronomes chinois le 4 juillet 1054, des milliers d’articles ont été écrits à son sujet, couvrant divers domaines de la physique et de l’astronomie. Toutefois, de nombreuses questions demeurent quant à la nature de l’étoile qui a explosé et aux mécanismes qui ont façonné son explosion.

Le chercheur du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ), Thomas Martin, qui a dirigé cette étude à l’Université Laval, espère répondre à ces questions en utilisant cette nouvelle reconstruction tridimensionnelle. « Les astronomes pourront dorénavant se promener autour, et même à l’intérieur de la nébuleuse du Crabe afin d’étudier les filaments un par un. », décrit Martin, « À la manière d’une escouade d’enquêteurs étudiant la distribution et la composition chimique des débris laissés par l’explosion d’une bombe ». Le professeur à l’Université Purdue (Indiana) et co-auteur de cette publication, Dan Milisavljevic, un expert des supernovæ, conclut que « la morphologie fascinante de filaments gazeux révélée par ces nouvelles données semble contredire l’explication la plus communément admise sur la façon dont l’explosion s’est produite ».

Full release for links to video and paper: https://www.cfht.hawaii.edu/en/news/HeartofTheCrab/

Spectacular ‘Honeycomb Heart’ Revealed in Iconic Stellar Explosion

A unique ‘heart shape’, with wisps of gas filaments showing an intricate honeycomb-like arrangement, has been discovered at the centre of the iconic supernova remnant, the Crab Nebula. Using SITELLE at the Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), astronomers mapped the void in unprecedented detail, creating a realistic three-dimensional reconstruction. The new work is published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

The Crab Nebula, also known as Messier 1, exploded as a dramatic supernova in 1054 CE, and was observed over the subsequent months and years by ancient astronomers across the world. The resulting nebula – the remnant of this enormous explosion – has been studied by amateur and professional astronomers for centuries. However, despite this rich history of investigation, many questions remain about what type of star was originally there and how the original explosion took place.

Thomas Martin, the researcher at Université Laval who led the study, hopes to answer these questions using a new 3D reconstruction of the nebula. « Astronomers will now be able to move around and inside the Crab Nebula and study its filaments one by one, » said Martin.

The team used powerful SITELLE spectrograph at CFHT on Maunakea to compare the 3D shape of the Crab to two other supernova remnants. Remarkably, they found that all three remnants had ejecta arranged in large-scale rings, suggesting a history of turbulent mixing and radioactive plumes expanding from a collapsed iron core.

Astronomers use computer simulations of supernova explosions to estimate what patterns the ejected materials make as they expand into a supernova remnant. Each possible explosion is associated with a specific pattern- or fingerprint. The honeycomb pattern observed by the team resembles the fingerprint caused by the collapse of a heavier iron core. Co-author Dan Milisavljevic, an assistant professor at Purdue University and supernova expert, concludes that the fascinating morphology of the Crab seems to go against the most popular explanation of the original explosion.

« The Crab is often understood as being the result of an electron-capture supernova triggered by the collapse of an oxygen-neon-magnesium core, but the observed honeycomb structure may not be consistent with this scenario, » Milisavljevic said. « Future work mapping the Crab’s chemical distribution of elements is needed to address this inconsistency. »

The new reconstruction was made possible by the ground-breaking technology used by SITELLE, which incorporates a Michelson interferometer design allowing scientists to obtain over 300,000 high-resolution spectra of every single point of the nebula.

« SITELLE was designed with objects like the Crab Nebula in mind; its wide field of view and adaptability make it ideal to study nearby galaxies and even clusters of galaxies at large distances, » said co-author Laurent Drissen, co-author on the paper and professor at Université Laval.

Supernova explosions are among the most energetic and influential phenomena in the universe. Consequently, Milisavljevic adds: « it is vital that we understand the fundamental processes in supernovae which make life possible. SITELLE will play a new and exciting role in this understanding. »

Full release for links to video and paper: https://www.cfht.hawaii.edu/en/news/HeartofTheCrab/