Астрономы стали свидетелями работы космической системы вторичной переработки

Новое изображение туманности «Улитка» показывает, как умирающие звезды возвращают вещество в галактику.

Об этом рассказывают в Северо-Западном университете, передают OstanniPodii.com.

Новое удивительное изображение туманности «Улитка» показывает звездные обломки, прорывающиеся сквозь окружающий газ. Изучая это изображение, астрономы проследили путь обломков звезды, которые отрываются от неё, распадаются и постепенно смешиваются с межзвездным пространством. Оттуда материал туманности «Улитка» однажды может стать частью новых облаков, новых звёзд и, возможно, даже новых планет.

Это открытие фиксирует давно неуловимый этап в процессе космической вторичной переработки, который обеспечивает сырье для образования новых планет и звёзд. Оно также даёт представление о потенциальной судьбе нашего Солнца, которое в конечном итоге сбросит свои внешние слои и вернёт часть собственного материала в Млечный Путь.

Результаты исследования были опубликованы в журнале «Nature» 12 августа.

«Мы наблюдаем, как вещество, выбрасываемое в конце жизни звезды, распадается и возвращается в галактику. Этот переход — от узнаваемых обломков звезды к диффузному межзвездному газу — было очень трудно наблюдать. В далеком будущем Солнце пройдет через подобный процесс, и его вещество войдет в тот же цикл», — сказал главный автор исследования Питер ван Доккум. Он — эксперт по формированию и эволюции галактик, соучредитель исследовательской организации Dragonfly Focused Research Organization (FRO), профессор астрономии и физики в Йельском университете и приглашённый научный сотрудник Центра междисциплинарных и научных исследований в астрофизике (CIERA) Северо-Западного университета. В январе 2027 года он присоединится к Северо-Западному университету в качестве профессора астрофизики в Колледже искусств и наук имени Вайнберга.

Знакомая туманность, увиденная по-новому

Расположенная примерно в 650 световых годах от Земли в созвездии Водолея, туманность «Улитка» является одной из ближайших и наиболее изученных планетарных туманностей. Напоминающее гигантский человеческий глаз, её хорошо знакомое яркое кольцо образовалось из вещества, выброшенного звездой в конце её жизни. Остаток этой звезды — белый карлик — находится в центре туманности.

Новые наблюдения выходят далеко за пределы яркой внутренней части туманности — они распространяются на её чрезвычайно тусклый внешний ореол. Именно там, на восточной стороне туманности «Улитка», учёные обнаружили совокупность из 22 полностью или частично дугообразных светящихся ударных волн. Эти волны, называемые конечными ударными волнами, напоминают те, что образуются перед лодкой во время её движения по воде. В туманности «Улитка» в основном невидимые скопления звёздных обломков стремительно пролетают сквозь разреженный газ между звёздами. Светящиеся конечные ударные волны обозначают места, где эти скопления столкнулись с окружающим газом.

«Характеристики ударных волн резко меняются в зависимости от расстояния до центральной звезды, — отметил соавтор исследования Имад Паша, член Dragonfly FRO и приглашенный научный сотрудник CIERA. «Те, что находятся ближе к центру, большие, тонкие и четко очерченные. Дальше от центра они становятся меньше, более размытыми и все более фрагментированными».

По мнению исследователей, такая динамика свидетельствует о том, что скопления звездных обломков постепенно разрушаются во время движения. На основе этих данных команда подсчитала, что отдельный фрагмент остаётся целым лишь в течение 10 000 лет после столкновения с окружающим газом. После этого его материя в основном измельчается и смешивается с межзвездным пространством.

Открытие, скрытое в калибровочном изображении

Изначально команда наблюдала за туманностью «Улитка» не с целью нового открытия, а для калибровки нового телескопа. Поскольку эта туманность является большой, яркой и хорошо изученной, команда выбрала её в качестве знакомого объекта для тестирования MOTHRA (Модульная оптическая телеобъективная гиперспектральная роботизированная решетка) — системы, которая сейчас строится в обсерватории Эль-Саусе в Чили.

После завершения строительства MOTHRA будет использовать 1 140 высокотехнологичных телеобъективов и специализированных фильтров для обнаружения чрезвычайно слабого свечения газа на обширных участках неба. Астрономы провели наблюдения за туманностью «Улитка», когда MOTHRA ещё находилась на ранних этапах строительства и не работала на полную мощность. Несмотря на свои ограничения, MOTHRA оказалась достаточно чувствительной, чтобы обнаружить ранее невидимые структуры — это даёт представление о том, чего сможет достичь новый телескоп.

«Мы думали, что делаем калибровочное изображение одной из самых известных туманностей на небе», — сказал соавтор исследования Роберто Абрахам, член Dragonfly FRO и профессор астрономии в Университете Торонто. «Вместо этого мы обнаружили эту удивительную сеть структур в форме лука. Сразу стало ясно, что слабое внешнее ядро «Улитки» рассказывает нам историю, которая до сих пор оставалась почти незамеченной».

• планетарная туманность