Космический телескоп NASA James Webb получил изображение Кольцевой туманности, одного из самых известных образцов планетарной туманности. Подобно Южной кольцевой туманности, одному из первых изображений Уэбба, Кольцевая туманность демонстрирует сложные структуры последних стадий умирающей звезды.
Роджер Вессон из Университета Кардиффа рассказывает нам больше об этой фазе жизненного цикла звездной звезды, подобной Солнцу, и о том, как наблюдения Уэбба дали ему и его коллегам ценную информацию о формировании и эволюции этих объектов, намекая на ключевую роль двойных компаньонов.
«Когда-то считалось, что планетарные туманности — это простые круглые объекты с одной умирающей звездой в центре. Они были названы своим нечетким, похожим на планету видом в небольшие телескопы. Лишь несколько тысяч лет назад эта звезда все еще была красным гигантом, потерявшим большую часть своей массы. Как последнее прощание, горячее ядро теперь ионизирует или нагревает выделенный газ, и туманность соответствует цветным излучениям света. Однако современные наблюдения показывают, что большинство планетарных туманностей имеют поразительную сложность. Возникает вопрос: как сферическая звезда создает столь сложные и тонкие несферические структуры»?
«Кольцевая туманность является идеальной мишенью для разгадки некоторых тайн планетарных туманностей. Она находится неподалеку, на расстоянии примерно 2200 световых лет от нас, и яркая – она видна в бинокль ясного летнего вечера из северного полушария и большей части южной. Наша команда под названием ESSENcE (Evolved StarS and their Nebulae in the JWST Era) — это международная группа экспертов по планетарным туманностям и связанным с ними объектам. Мы поняли, что наблюдения Уэбба дадут нам бесценное понимание, поскольку Кольцевая туманность прекрасно вписывается в поле зрения инструментов Уэбба NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и MIRI (инструмент среднего инфракрасного диапазона), что позволяет нам изучать ее беспрецедентно. деталь. Наше предложение наблюдать за ней было принято (программа General Observers 1558), и Уэбб сделал изображение Кольцевой туманности только через несколько недель после начала научных операций 12 июля 2022».
«Когда мы впервые увидели изображение, мы были ошеломлены количеством деталей на них. Яркое кольцо, давшее название туманности, состоит примерно из 20 000 отдельных сгустков плотного молекулярного водорода, каждый из которых примерно такой же массивный, как Земля. Внутри кольца есть узкая полоса излучения полициклических ароматических углеводородов или ПАВ – сложных углеродных молекул, образование которых мы не ожидали в кольцевой туманности. За пределами яркого кольца мы видим интересные «шипы», направленные прямо от центральной звезды, заметные в инфракрасном диапазоне, но очень слабо заметные на изображениях космического телескопа Хаббла. Мы считаем, что это может быть связано с молекулами, которые могут образовываться в тени самых плотных частей кольца, где они защищены от прямого интенсивного излучения горячей центральной звезды».
«Наши изображения MIRI обеспечили нам самое четкое и четкое изображение слабого молекулярного ореола за пределами яркого кольца. Удивительным обнаружением явилось наличие до десяти равномерно расположенных концентрических элементов в этом слабом ореоле. Эти дуги, вероятно, образовывались примерно каждые 280 лет, поскольку центральная звезда сбрасывала свои внешние слои. Когда одна звезда эволюционирует в планетарную туманность, не существует ни одного известного нам процесса, который имел такой период времени. Эти кольца указывают на то, что в системе должна быть звезда-компаньон, которая вращается примерно так же далеко от центральной звезды, как Плутон от нашего Солнца. Когда умирающая звезда сбрасывала свою атмосферу, звезда-компаньон сформировала поток и изваяла его. Ни один предыдущий телескоп не обладал достаточной чувствительностью и пространственным разрешением, чтобы обнаружить этот тонкий эффект.
«Так как сферическая звезда образовала такую структурированную и сложную туманность, как Кольцевая? Небольшая помощь от бинарного компаньона вполне может являться частью ответа».
