Массивные звезды образовали планетарные туманности

Астрономы обнаружили в рассеянном звездном скоплении планетарную туманность, для которой расчетная масса звезды-прародителя оценивается в 5,5 масс Солнца. Это открытие подтверждает теоретические предсказания о том, что массивные звезды способны образовывать планетарные туманности. Статья опубликована в журнале Nature.

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. Подобная судьба ждет и наше Солнце через несколько миллиардов лет. Внешние слои звезды, сброшенные в космос, светятся благодаря интенсивному ультрафиолетовому излучению от центральной звезды, которая постепенно превращается в белого карлика. Такие туманности имеют самые разные формы, похожие на спирали, сферы, песочные часы, прямоугольники и более сложные фигуры, а их изучение и определение свойств дает важную информацию об эволюции звезд на поздних этапах жизни, звездном нуклеосинтезе и взаимодействии звезд в двойных системах.

Одной из основных задач в деле изучения планетарных туманностей является определение массы и химического состава звезд-прародителей. Эта задача решаема, если планетарная туманность находится в составе галактического звездного скопления, звезды в котором сформировались из одного и того же межзвездного облака. Однако на сегодняшний день лишь четыре подобных объекта были обнаружены в шаровых звездных скоплениях и один — в рассеянном скоплении.

Группа астрономов во главе с Квентин Паркер (Quentin Parker) сообщила об обнаружении планетарной туманности BMP J1613-5406, которая оказалась связана с рассеянным звездным скоплением NGC 6067 в созвездии Наугольника и лежит в его пределах. Открытие было сделано в ходе проведения обзора SHS (SuperCOSMOS Hα Survey), спектроскопические данные были получены на наземных телескопах VLT (Very Large Telescope) и SALT (South African Large Telescope).

Туманность имеет биполярную форму и характеризуется низкой поверхностной яркостью, ее возраст оценивается в 30,6 тысяч лет, а расстояние до нее — в 1,71 килопарсек. Физический диаметр туманности равен 2,54 парсека, она расширяется со скоростью 40,5 километров в секунду, что типично для подобных объектов. Масса ионизированного газа в туманности оценивается в 0,56 массы Солнца, а масса и температура внешних слоев центральной звезды  — в 0,94 массы Солнца и 125–190 тысяч кельвин.

Свойства туманности (в частности, обилие содержания азота по отношению к водороду и кислороду), говорят о том, что ее звезда-прародитель имела массу около 5,5 масс Солнца. Это значение приближается к теоретическому нижнему пределу массы, выше которого звезда в финале своей жизни взрывается как сверхновая из-за гравитационного коллапса ядра. До сегодняшнего дня у астрономов были данные наблюдений, доказывавшие, что звезды с массами до трех масс Солнца способны образовывать планетарные туманности, теперь же получено подтверждение того, что это утверждение верно и для звезд с массами более 5 масс Солнца.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы создали трехмерную модель планетарной туманности в созвездии Кормы, увидели погибшую звезду в созвездии Девы и нашли «вывернутую наизнанку» планетарную туманность.

Александр Войтюк