Nébuleuse du crabe et son expansion

Un classique en photo, compliqué en spectro, car son spectre est notablement faible

Je l'avais imagé en 2013, sous les lampadaires Toulousaings avec un T150/750 et CCD 314 sur monture Heq5, L 28x90 sec RGB 3x7x90 sec (pas de correcteur de coma)



Première tentative en spectro avec un star analyzer, 15x90 sec:



Calibration en longueur d'onde sur des étoiles dans le champ :



En appliquant cette calibration en longueur d'onde sur la nébuleuse, on ne peut pas mettre en évidence les raies typiques d'un SNR comme la dentelle du Cygne, peut être parce que les filaments se superposent et brouillent le spectre ? Il faut un spectro à fente !

Nouvelle observation de M1, avec le spectro Alpy sur un Newton 200, monture AZEQ6, sous un ciel Pyrénéen



Un aperçu de la position de la fente sur la nébuleuse et du guidage avec PHD2 :



L'erreur de guidage sous la seconde d'arc est correcte, inférieure au seeing et à la largeur de la fente du spectro projetée sur le ciel - donc le matériel marche au mieux pour avaler les photons, la première limitation est le seeing. La météo était bonne, j'ai pu observer la nébuleuse une deuxième nuit en plaçant la fente sur son axe Nord-Sud et obtenir ainsi un spectre de confirmation.

T'as du courage de promener ton matos. Qu'en ressort de ton analyse, tu peux commenter.

Voilà les spectres (bruts d'empilage) obtenus sur les deux nuits avec les deux positions de la fente du spectro sur la nébuleuse :



Les spectres sont ici affichés en fausse couleur pour les faire ressortir, car... Première surprise, les spectres sont vraiment très faibles. Avec 7x900sec le signal maximum est juste de 2600 ADU !

Bon, on a clairement un spectre dominé par des raies en émission. Deuxième surprise, les raies sont comme dédoublées au centre de la nébuleuse !

Que se passe t'il, pourquoi les raies sont dédoublées ? C'est simple, on voit ici le mouvement d'expansion rapide de la nébuleuse !



La matière qui se rapproche le long de la ligne de visée voit son spectre décalé vers le bleu par l'effet Doppler Fizeau, et la matière qui s'éloigne voit son spectre décalé vers le rouge.

Donc on va mesurer directement, simplement, la vitesse d'expansion de la nébuleuse du crabe avec la formule 2 Vr = delta lambda / lambda *c

Pour mesurer la vitesse d'expansion de la nébuleuse, il reste à extraire le spectre dans la région centrale (qui montre le plus grand écartement des raies dédoublées), mesurer la position en longueur d'onde de chaque raie dédoublée et on applique la formule Doppler :



J'ai fait la mesure pour les différentes raies dédoublées  [OIII], [NII]/Ha, avec les deux orientations de la fente. Le résultat est assez homogène entre les diverses raies, on obtient une vitesse d'expansion d'environ 1200 km/s (avec une erreur de plus ou moins 100 km/s)



Ca semble cohérent avec le résultat des mesures pros, comme dans cette publication https://academic.oup.com/mnras/article/447/3/2540/2892921



Et voilà, avec une pu deux nuit d'observation en spectro, on a un résultat sympa, et correct. En photo, il faudrait des années entre 2 clichés pour mettre en évidence et mesurer cette expansion

Il se mérite ce spectre !!! Je ne pensais pas qu'il fallait poser autant sur M1 !

Vraiment étonnantes ces raies dédoublées !

Beau boulot Jean-Phi !

Très faible. Les deux vecteur ça simplifié pas l'analyse. En tout cas elle gonfle vite la bête, je suppose toute fois qu'à ce stade d'é olution ça reste dans la normale. 1200km/s c'est juste un peu plus rapide que mon vélo quand je m'enerve.
On fait jen'ai aucune idée  qu'elle est la vitesse d'expansion des rémants de supernovas.
On tout cas vu d'ici c'est super beau.

Les éjectas de supernovae c'est vachement plus rapide que ton vélo, même quand tu es à fond les ballons ! Juste après l'explosion tu peux observer des vitesses d’éjection de 30 000 km/s, 10% de la vitesse de la lumière Ca ce calme ensuite, dans les rémanents ou l'onde de choc tape dans le milieu interstellaire avecjuste quelques milliers de km/s, qui ralentit progressivement à seulement quelques dizaines de km/s comme avec les dentelles du Cygne qui sont beaucoup plus anciennes que le Crabe.

On peut identifier les éléments atomiques présents dans la nébuleuse, en intégrant le spectre dans les zones ou la vitesse radiale d’expansion est nulle (à l'extrémité de la nébuleuse). On obtient :



Le Crabe c'est comme les dentelles, du H O et N ionisés.

Observation bonus

Au centre de la nébuleuse, on devine sur certaines images une lueur bleutée diffuse, diaphane. Sur le spectre on devine aussi sur la partie centrale de la nébuleuse un signal +- continu, plutôt bleu, très faible.



Ca pourrait bieng être le rayonnement synchrotron du Pulsar

Le pulsar émet des électrons qui sont ensuite piégés dans les lignes de son champ magnétique ultra puissant, qui tourne plusieurs fois par secondes avec l'étoile. L'accélération de la rotation induit l'émission de photons (rayonnement synchrotron) avec un spectre très différent de la courbe de Planck classique des étoiles. Un signe des conditions démentielles qui règnent au voisinage du pulsar