Как туманность Бабочка получила свои крылья? Не просто

Астрономы обнаружили, что "крылья" туманности Бабочка сформировались не таким образом, как другие подобные туманности.

Об этом рассказывают в Вашингтонском университете (UW), передают OstanniPodii.com.

Планетарные туманности образуются, когда звезды-красные гиганты выбрасывают свои внешние слои, поскольку у них заканчивается гелиевое топливо, и превращаются в горячие, плотные звезды-белые карлики размером примерно с Землю. Выброшенный материал, обогащенный углеродом, образует удивительные узоры, когда он плавно уносится в межзвездную среду.

Большинство планетарных туманностей примерно круглые, но некоторые из них имеют форму песочных часов или крыльев, как, например, туманность "Бабочка". Такие формы вероятно образуются в результате гравитационного притяжения второй звезды, которая вращается вокруг "родительской" звезды туманности, в результате чего материал расширяется в две части туманности, или "крылья". Подобно расширяющемуся воздушному шару, крылья со временем растут, не меняя своей первоначальной формы.

Однако новое исследование показывает, что в туманности Бабочка что-то не так.

Когда группа астрономов под руководством ученых из UW сравнила две экспозиции туманности "Бабочка", сделанные космическим телескопом "Хаббл" в 2009 и 2020 годах, они увидели резкие изменения в материале крыльев. Как они сообщили 12 января на 241-м заседании Американского астрономического общества в Сиэтле, мощные ветры приводят к сложным изменениям материала в крыльях туманности. Они хотят понять, как такая активность возможна из того, что должно быть "распыляющейся, в основном мертвой звездой без остатков топлива".

"Туманность Бабочка является экстремальной по массе, скорости и сложности выбросов из центральной звезды, температура которой более чем в 200 раз превышает температуру Солнца, но в то же время она лишь немного больше Земли", - сказал руководитель группы Брюс Балик, заслуженный профессор астрономии UW. "Я сравнивал снимки Хаббла между многими годами и никогда не видел ничего подобного".

Команда сравнила высококачественные снимки "Хаббла", сделанные с разницей в 11 лет, чтобы проследить скорость и характер роста особенностей в крыльях туманности. Основная часть анализа была выполнена Ларсом Борхертом, аспирантом Орхусского университета в Дании, который участвовал в этом исследовании как студент бакалавриата UW.

Структурные изменения в туманности Бабочка между 2009 и 2020 годами. В течение 11-летнего интервала различные объекты переместились из черных областей в белые. Изображение показывает удивительно сложный рост особенностей, вызванный многочисленными выбросами от невидимой центральной звезды туманности в течение последних двух тысячелетий. Credit: Lars Borchert and Bruce Balick/University of Washington

Борхерт обнаружил около полудюжины "джетов" - начавшихся около 2 300 лет назад и закончившихся 900 лет назад, которые выталкивали материал в серии асимметричных потоков. Материал во внешних частях туманности движется быстро, примерно 800 километров в секунду, тогда как материал ближе к скрытой центральной звезде расширяется гораздо медленнее, примерно с десятой долей этой скорости. Пути джетов пересекаются друг с другом, образуя "беспорядочные" структуры и рост особенностей внутри крыльев.

По словам Балика, многополярную и быстро меняющуюся внутреннюю структуру туманности нелегко объяснить с помощью существующих моделей формирования развития планетарных туманностей. Звезда в центре туманности, скрытая пылью и обломками, могла слиться со звездой-компаньоном или оттянуть материал от соседней звезды, создав сложные магнитные поля и породив джеты.

"Пока все это лишь гипотезы", - сказал Балик. "Это говорит о том, что мы не до конца понимаем весь спектр процессов формирования планетарных туманностей. Следующим шагом будет получение изображения центра туманности с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, поскольку инфракрасный свет от звезды может проникать сквозь пыль".

Когда-нибудь звезды, подобные нашему Солнцу, раздуются до красного гиганта и образуют планетарные туманности, выбрасывая углерод и другие относительно тяжелые элементы в межзвездную среду для дальнейшего формирования звездных систем и планет в далеком будущем. Это новое исследование, а также другие анализы планетарных туманностей, проведенные в режиме "замедленного времени", могут помочь проиллюстрировать не только то, как формируются материалы для звездных систем будущего, но и то, как миллиарды лет назад изготавливались и собирались строительные блоки нашего собственного оазиса.

"Это история создания, которая снова и снова повторяется в нашей Вселенной", - говорит Балык. "Процессы формирования дают ключевое представление об истории и последствиях звездной активности".

Другие члены команды - Джоэл Кастнер из Рочестерского технологического института и Адам Франк из Рочестерского университета.

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