Смертельная спираль: изображения Уэбба показывают сцену убийства звезды

Первые изображения туманности от космического телескопа Джеймса Вебба, позволили астрономам получить удивительные сведения о гибели звезды, создавшей эти прекрасные ореолы газа и пыли - туманность Южное кольцо.

Об этом рассказывают в Университете Маккуори (Сидней, Австралия), передают OstanniPodii.com.

Среди первых пяти наборов изображений, полученных с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), выпущенных в июле, был набор удивительно подробных фотографий туманности Южное кольцо, потрясающей туманности, расположенной на расстоянии около 2500 световых лет от нас.

Источником этого расширяющегося облака газа, внутренний диаметр которого почти в 400 раз превышает размер нашей Солнечной системы, является умирающая звезда, выбрасывающая газ и пыль в течение десятков тысяч лет, на которую могут влиять до трех ближайших звезд-компаньонов. На момент смерти звезде было 530 миллионов лет, что составляет лишь малую часть от нынешнего возраста нашего Солнца, который равен пяти миллиардам лет.

"Это была звезда, которая жила быстро и умерла молодой, по сравнению с нашим пятимиллиардным Солнцем, которое вряд ли выбросит свою собственную планетарную туманность еще в течение пяти миллиардов лет", - говорит профессор астрономии Орсола Де Марко из Исследовательского центра астрономии, астрофизики и астрофотоники Университета Маккуори.

Де Марко является ведущим автором научной работы, опубликованной в журнале Nature. В соавторстве с более чем 60 другими астрономами из 21 страны она предложила захватывающие теории и модели для объяснения загадочных узоров и сложных структур, обнаруженных на новых снимках внутри газового облака.

"Чтобы реконструировать смерть звезды, породившей это облако, саму планетарную туманность можно рассматривать как место убийства", - говорит она.

Планетарные туманности не имеют ничего общего с планетами, добавляет она, и обычно представляют собой гигантское облако газа, окружающее одну или несколько звезд.

"Туманности были прозваны "планетарными туманностями" астрономом Уильямом Гершелем в 1780-х годах, потому что их округлые формы напомнили ему о том, как выглядят планеты в телескопе", - говорит она.

Спиральные треки показывают многозвездную систему

Умирающая звезда в центре туманности Южное кольцо (официальное и гораздо менее образное астрономическое название которой NGC3132) сегодня является белым карликом, но в молодости ее масса была в 2,9 раза больше массы нашего Солнца.

Де Марко говорит, что инфракрасный свет от горячей звезды осветил запыленный диск и спиральные треки, что дает серьезные подсказки о звездах, которые входят в состав этой туманности, и о том, какую роль они могли сыграть в смерти центральной звезды.

"На снимках видны спиральные треки, похожие на сломанные арки, в ореоле туманности, что говорит нам о наличии звезды-компаньона, которая вращается поблизости, на расстоянии, которое в 40-60 раз больше расстояния между Солнцем и Землей", - говорит она.

"Одна или даже две звезды-компаньона, расположенные еще ближе, вероятно, ответственны за формирование пылевого диска, впервые обнаруженного JWST, а также за многочисленные протуберанцы, которые мы видим на стенках ионизированной полости туманности", - говорит она.

Гравитационные силы двух или трех звезд-компаньонов в этой тесной системе, вероятно, ускорили кончину умирающего белого карлика, который, в свою очередь, мог объесть одну или две звезды-компаньона.

Умирающая звезда в источнике туманности, очевидно, расположена рядом с яркой звездой, которая также является ассоциированным компаньоном - но Де Марко называет эту очень очевидную звезду невинным сторонним наблюдателем, который находится слишком далеко от места преступления, чтобы принять участие в гибели центральной звезды.

Яркий посторонний наблюдатель помогает отследить упадок звезды

Яркая звезда-"невинный свидетель" все же послужила одной корыстной цели: она сыграла ключевую роль в том, чтобы помочь астрономам рассчитать изменение массы белого карлика в течение его жизни.

"Самая большая проблема в галактической астрономии - это определение расстояния до астрономических объектов, поэтому, когда мы видим звезду с определенной видимой яркостью, мы спрашиваем - она тусклая и близко? Или она яркая и далекая?" - говорит де Марко.

"Эта яркая звезда в туманности была точно измерена космической обсерваторией Gaia, и поскольку мы знаем, что она находится внутри туманности, мы теперь знаем расстояние до самой туманности и звезды, которая ее породила", - говорит она.

Благодаря известному расстоянию, изображения JWST позволили астрономам рассчитать самое точное значение первоначальной массы звезды, образующей планетарную туманность.

В этом случае исходная звезда изначально была в 2,9 раза больше нашего Солнца; дополнительное моделирование позволило определить массу звезды в ее нынешнем виде: 0,6 раза больше массы нашего Солнца.

Являясь президентом Комиссии Международного астрономического союза по планетарным туманностям, Марко является одним из ведущих мировых авторитетов по этим туманностям.

Туманности - это зрелищные облака космического газа и пыли, которые образуются в результате того, что умирающие звезды, масса которых сначала до 10 раз превышала массу нашего Солнца, сбрасывают свои внешние слои, становятся белыми карликами и затем угасают.

Когда эти газовые облака уходят в межзвездное пространство, они забирают с собой новые элементы, образовавшиеся в звезде, такие как углерод и азот, которые в конечном итоге образуют новые звезды и планеты.

"Изучение планетарных туманностей помогает нам понять космическую переработку химических элементов, которая приводит к галактической эволюции", - говорит де Марко.

12 июля НАСА опубликовало изображения туманности "Южное кольцо", полученные с помощью камер космического телескопа "Джеймса Уэбба", работающих в ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном диапазонах, каждая из которых собирает различные длины волн, что позволяет видеть гораздо более тусклые объекты и с гораздо лучшим разрешением, чем другие космические телескопы.

Как астрономы из более чем 20 стран расшифровывали изображения JWST

Телефоны, электронные почты и доски объявлений астрономов раскалились добела, когда специалисты по туманностям со всего мира обсуждали друг с другом, что может быть причиной появления различных узоров, таких как спирали и бугорки, в ионизированной полости вокруг умирающей звезды и рядом с ней.

"На фотографии в среднем инфракрасном диапазоне умирающая звезда - очень горячая, при температуре 130 000 Кельвинов - сияла так же ярко, как и ее компаньон, но это не имело смысла, потому что в среднем инфракрасном диапазоне видны холодные объекты", - говорит она.

"Тогда мы подумали: "Возможно, это происходит потому, что горячая предсмертная звезда окутана пылью, что, как известно, иногда случается, когда горячая звезда имеет пылевой диск".

Астрономы собрались в Интернете, были разработаны теории и модели, и де Марко стала координатором итоговой работы, опубликованной 8 декабря в журнале Nature Astronomy под названием "Беспорядочная смерть системы из нескольких звезд и образованная планетарная туманность, наблюдаемая JWST".

К исследованию присоединились астрономы из Австралии, Бельгии, Бразилии, Канады, Франции, Германии, Греции, Гонконга, Венгрии, Ирландии, Израиля, Италии, Японии, Мексики, Южной Африки, Испании, Швеции, Тайваня, Нидерландов, Великобритании и США.

Группа согласна с тем, что умирающая звезда была "по меньшей мере звездным квартетом", и разработала модель, которая показывает, как она могла создать запыленный диск и спиральные треки, наблюдаемые в гало туманности.

Изображения также помогли астрономам получить представление об астрофизических процессах, включая столкновение ветров и взаимодействие бинарных звезд, говорит де Марко.

"Смерть нашего Солнца через пять миллиардов лет также может породить планетарную туманность, но поскольку Солнце, скорее всего, является одинокой звездой, эта туманность не будет такой удивительной, как туманность Южное кольцо", - говорит она.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.