Астрономы нашли «вывернутую наизнанку» планетарную туманность

Снимок планетарной туманности HuBi 1, полученный Северным оптическим телескопом

Martín A. Guerrero et al., / Nature Astronomy, 2018

Астрономы выяснили, что внешние слои планетарной туманности HuBi 1 имеет более высокую степень ионизации, чем внутренние, в то время как в обычных планетарных туманностях бывает наоборот. Это очень необычно и позволяет понять механизмы «перерождения» центральных звезд в планетарных туманностях, а также попытаться предсказать финал жизни нашего Солнца. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Планетарные туманности возникают на поздних этапах жизни звезд с низкой и средней массой (от 0,8 до 8 масс Солнца) и олицетворяют собой недолгий (≈20 тысяч лет) переход звезды из асимптотической ветви гигантов в белые карлики. Внешние слои звезды на этапе планетарной туманности начинают расширяться а сжимающееся ядро и горение остатков звездного топлива приводит к пульсациям светила, выбрасывающим газ в космос. В результате этого образуются газовые туманности различной формы, похожих на спирали, сферыпесочные часы, прямоугольники и более сложные фигуры. Подобная судьба ждет и наше Солнце через несколько миллиардов лет.

Обычно планетарные туманности имеют «луковичную» структуру, в которой степень ионизации сброшенных газовых оболочек зависит от расстояния между ними и центральной звездой (бывшее ядро звезды, постепенно превращающееся в белого карлика), которое испускает мощное ультрафиолетовое излучение, ответственное за процессы фотодиссоциации в туманности. Вблизи центральной звезды газ сильно ионизирован (встречаются ионы He++ и O++), в более внешних частях туманности степень ионизации меньше (встречаются ионы, такие как N+ и O+), а в самых далеких от центральной звезды областях встречаются молекулы и нейтральные атомы, такие как O0 и H2

В новой работе группа астрономов во главе с Мартином Герреро (Martín Guerrero) представляет результаты исследований планетарной туманности HuBi 1 (или PNG012.2+04.9), которая не вписывается в вышеприведенную схему. Расстояние до туманности оценивается в 5,3 килопарсека, а возраст — в девять тысяч лет, она имеет бочкообразную форму. Анализ спектрофотометрических данных, собранных при помощи приемника ALFOSC (ALhambra Faint Object Spectrograph and Camera), установленного на 2,5-метровом Северном оптическом телескопе, и спектрографе MES (Manchester Echelle Spectrograph), установленном на 2,1-метровом телескопе в Мексиканской национальной астрономической обсерватории, показал, что внутренние слои туманности оказались более ионизированными, чем внешние — она как бы «вывернута наизнанку».

Астрономы предполагают, что за создание подобной структуры ответственна центральная звезда туманности, имеющая обозначение IRAS 17514 и похожая на звезду типа Вольфа-Райе с богатым углеродом звездным ветром. Звезда удивительно холодная и показала уменьшение оптической яркости в 10 тысяч раз за последние 46 лет. Моделирования показали, что эта звезда является потомком маломассивной звезды (около 1,1 масс Солнца), которая испытала «перерождение», подобно объекту Сакураи. Вспышка породила выброс вещества и ударную волну, которая стала дополнительным источником ионизации внутренних частей туманности, в то время как вещество внешних слоев туманности рекомбинирует в отсутствии сильного излучения от центральной звезды. Предполагается, что подобный сценарий ждет и наше Солнце на заключительных этапах эволюции, поэтому астрономы будут продолжать наблюдения за этим объектом.

Ранее мы рассказывали о том, как «Хаббл» увидел световое эхо от взрыва сверхновой, как телескоп «Чандра» показал распределение химических элементов в погибшей звезде и почему взрывы сверхновых оказались основными поставщиками пыли в молодых галактиках.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.