Космічний телескоп NASA James Webb отримав зображення Кільцевої туманності, одного з найвідоміших зразків планетарної туманності. Подібно до Південної кільцевої туманності, одного з перших зображень Вебба, Кільцева туманність демонструє складні структури останніх стадій вмираючої зірки.
Роджер Вессон з Університету Кардіффа розповідає нам більше про цю фазу життєвого циклу зоряної зірки, подібної до Сонця, і про те, як спостереження Вебба дали йому та його колегам цінну інформацію про формування та еволюцію цих об’єктів, натякаючи на ключову роль подвійних компаньйонів.
«Колись вважалося, що планетарні туманності — це прості круглі об’єкти з однією вмираючою зіркою в центрі. Вони були названі за свій нечіткий, схожий на планету вигляд у невеликі телескопи. Лише кілька тисяч років тому ця зірка все ще була червоним гігантом, який втратив більшу частину своєї маси. Як останнє прощання, гаряче ядро тепер іонізує або нагріває цей виділений газ, і туманність відповідає кольоровим випромінюванням світла. Однак сучасні спостереження показують, що більшість планетарних туманностей мають вражаючу складність. Виникає запитання: як сферична зірка створює такі складні й тонкі несферичні структури»?
«Кільцева туманність є ідеальною мішенню для розгадки деяких таємниць планетарних туманностей. Вона знаходиться неподалік, на відстані приблизно 2200 світлових років від нас, і яскрава – її видно в бінокль ясного літнього вечора з північної півкулі та більшої частини південної. Наша команда під назвою ESSENcE (Evolved StarS and their Nebulae in the JWST Era) — це міжнародна група експертів із планетарних туманностей і пов’язаних з ними об’єктів. Ми зрозуміли, що спостереження Вебба дадуть нам безцінне розуміння, оскільки Кільцева туманність чудово вписується в поле зору інструментів Вебба NIRCam (камера ближнього інфрачервоного діапазону) та MIRI (інструмент середнього інфрачервоного діапазону), що дозволяє нам вивчати її в безпрецедентному просторі. деталь. Наша пропозиція спостерігати за нею була прийнята (програма General Observers 1558), і Вебб зробив зображення Кільцевої туманності лише через кілька тижнів після початку наукових операцій 12 липня 2022 року».
«Коли ми вперше побачили зображення, ми були приголомшені кількістю деталей на них. Яскраве кільце, яке дало назву туманності, складається приблизно з 20 000 окремих згустків щільного молекулярного водню, кожен з яких приблизно такий же масивний, як Земля. Усередині кільця є вузька смуга випромінювання поліциклічних ароматичних вуглеводнів, або ПАВ – складних вуглецевих молекул, утворення яких ми не очікували в Кільцевій туманності. За межами яскравого кільця ми бачимо цікаві «шипи», спрямовані прямо від центральної зірки, які помітні в інфрачервоному діапазоні, але були дуже слабко помітні на зображеннях космічного телескопа Хаббла. Ми вважаємо, що це може бути пов’язано з молекулами, які можуть утворюватися в тіні найщільніших частин кільця, де вони захищені від прямого, інтенсивного випромінювання гарячої центральної зірки».
«Наші зображення MIRI забезпечили нам найчіткіше та найчіткіше зображення слабкого молекулярного ореолу за межами яскравого кільця. Дивовижним виявленням стала наявність до десяти рівномірно розташованих концентричних елементів у цьому слабкому ореолі. Ці дуги, мабуть, утворювалися приблизно кожні 280 років, оскільки центральна зірка скидала свої зовнішні шари. Коли одна зірка еволюціонує в планетарну туманність, не існує жодного відомого нам процесу, який мав би такий період часу. Натомість ці кільця вказують на те, що в системі має бути зірка-компаньйон, яка обертається приблизно так само далеко від центральної зірки, як Плутон від нашого Сонця. Коли вмираюча зірка скидала свою атмосферу, зірка-компаньйон сформувала потік і виліпила його. Жоден попередній телескоп не мав достатньої чутливості та просторової роздільної здатності, щоб виявити цей тонкий ефект.
«Тож як сферична зірка утворила таку структуровану та складну туманність, як Кільцева? Невелика допомога від бінарного компаньйона цілком може бути частиною відповіді».
