Як туманність Метелик отримала свої крила? Не просто

Астрономи виявили, що "крила" туманності Метелик сформувалися не таким чином, як інші подібні туманності.

Про це розповідають у Вашингтонському університеті (UW), передають OstanniPodii.com.

Планетарні туманності утворюються, коли зорі-червоні гіганти викидають свої зовнішні шари, оскільки у них закінчується гелієве паливо, і перетворюються на гарячі, щільні зорі-білі карлики розміром приблизно із Землю. Викинутий матеріал, збагачений вуглецем, утворює дивовижні візерунки, коли він плавно несеться у міжзоряне середовище.

Більшість планетарних туманностей приблизно круглі, але деякі з них мають форму пісочного годинника або крил, як, наприклад, туманність "Метелик". Такі форми ймовірно утворюються внаслідок гравітаційного тяжіння другої зірки, яка обертається навколо "батьківської" зірки туманності, внаслідок чого матеріал розширюється у дві частини туманності, або "крила". Подібно до розширюваної повітряної кулі, крила з часом ростуть, не змінюючи своєї первісної форми.

Новини за подібною темою:

"Вебб" розкрив складні деталі в залишках зірки, що вмирає

Однак нове дослідження показує, що в туманності Метелик щось не так.

Коли група астрономів під керівництвом вчених з UW порівняла дві експозиції туманності "Метелик", зроблені космічним телескопом "Габбл" у 2009 і 2020 роках, вони побачили різкі зміни в матеріалі крил. Як вони повідомили 12 січня на 241-му засіданні Американського астрономічного товариства у Сіетлі, потужні вітри призводять до складних змін матеріалу в крилах туманності. Вони хочуть зрозуміти, як така активність можлива з того, що повинно бути "розпилювальною, в основному мертвою зіркою без залишків палива".

"Туманність Метелик є екстремальною за масою, швидкістю й складністю викидів з центральної зірки, температура якої більш ніж у 200 разів перевищує температуру Сонця, але водночас вона лише трохи більша за Землю", - сказав керівник групи Брюс Балик, заслужений професор астрономії UW. "Я порівнював знімки Габбла між багатьма роками й ніколи не бачив нічого подібного".

Команда порівняла високоякісні знімки "Габбла", зроблені з різницею в 11 років, щоб простежити швидкість і характер зростання особливостей у крилах туманності. Основна частина аналізу була виконана Ларсом Борхертом, аспірантом Орхуського університету в Данії, який брав участь у цьому дослідженні як студент бакалаврату UW.

Структурні зміни в туманності Метелик між 2009 і 2020 роками. Протягом 11-річного інтервалу різні об′єкти перемістилися з чорних областей у білі. Зображення показує напрочуд складні зростання особливостей, спричинені численними викидами від невидимої центральної зірки туманності впродовж останніх двох тисячоліть. Credit: Lars Borchert and Bruce Balick/University of Washington

Борхерт виявив близько пів дюжини "джетів" - що почалися близько 2 300 років тому й закінчилися 900 років тому, які виштовхували матеріал у серії асиметричних потоків. Матеріал у зовнішніх частинах туманності рухається швидко, приблизно 800 кілометрів на секунду, тоді як матеріал ближче до прихованої центральної зірки розширюється набагато повільніше, приблизно з десятою часткою цієї швидкості. Шляхи джетів перетинаються один з одним, утворюючи "безладні" структури й зростання особливостей усередині крил.

За словами Баліка, багатополярну та швидко змінювальну внутрішню структуру туманності нелегко пояснити за допомогою наявних моделей формування розвитку планетарних туманностей. Зоря в центрі туманності, прихована пилом й уламками, могла злитися із зіркою-компаньйоном або відтягнути матеріал від сусідньої зірки, створивши складні магнітні поля й породивши джети.

"Наразі все це лише гіпотези", - сказав Балик. "Це говорить про те, що ми не до кінця розуміємо весь спектр процесів формування планетарних туманностей. Наступним кроком буде отримання зображення центру туманності за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, оскільки інфрачервоне світло від зірки може проникати крізь пил".

Коли-небудь зорі, подібні до нашого Сонця, роздуються до червоного гіганта й утворять планетарні туманності, викидаючи вуглець та інші відносно важкі елементи в міжзоряне середовище для подальшого формування зоряних систем і планет у далекому майбутньому. Це нове дослідження, а також інші аналізи планетарних туманностей, проведені в режимі "сповільненого часу", можуть допомогти проілюструвати не тільки те, як формуються матеріали для зоряних систем майбутнього, а й те, як мільярди років тому виготовлялися та збиралися будівельні блоки нашого власного оазису.

"Це історія створення, яка знову й знову повторюється у нашому Всесвіті", - каже Балик. "Процеси формування дають ключове уявлення про історію та наслідки зоряної активності".

Інші члени команди - Джоел Кастнер із Рочестерського технологічного інституту та Адам Франк із Рочестерського університету.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• планетарна туманність