Tim sa instrumentom MOTHRA je tokom kalibracije otkrio 22 lukovite "bow shock" strukture u spoljašnjem halou Heliksove nebule, što pokazuje kako se izbačeni gas postepeno razbija i vraća u međuzvezdani medij. Istraživači procenjuju da takve strukture opstaju oko 10.000 godina nakon susreta sa ISM pre nego što se potpuno razprše. Otkriće daje direktan uvid u proces kojim elementi iz umirućih zvezda obogaćuju oblake iz kojih će nastati nove zvezde i planete.
Heliksova nebula otkriva: kako mrtva zvezda vraća svoje elemente u Mlečni Put
A blue circle surrounded by pink and yellow rings. There is a reddish structure all around this.
Astronomi su pomoću novog instrumenta MOTHRA zabeležili trenutak kada ostaci mrtve zvezde bivaju razbijeni i vraćeni u međuzvezdani medij (ISM), čime se zatvara krug od nastanka do povratka materije u galaksiju.
Kako se to dešava
Heliksova nebula, planetačna nebula udaljena oko 650 svetlosnih godina u sazvežđu Vodolije, nastala je kada je zvezda slična Suncu izgubila vodonik neophodan za fuziju. Jezgro se stisnulo u belog patuljka, dok su spoljašnji slojevi otpuhani i formirali karakteristični prsten i širi halo gasa.
Neočekivano otkriće tokom kalibracije
Tim koji vodi Pieter van Dokkum sa Yale Univerziteta vršio je rutinsku kalibraciju MOTHRA instrumenta (Modular Optical Telephoto Hyperspectral Robotic Array) na opservatoriji El Sauce u Čileu. Mothra, kada bude završena, imaće 1.140 telefoto sočiva za detekciju vrlo slabih gasnih struktura u Mlečnom Putu. Tokom snimanja Heliksove nebule tim je primetio niz lukovitih struktura u spoljašnjem halou koje ranije nisu dokumentovane.
Credit: NASA/ESA/C. R. O'Dell (Vanderbilt University) and M. Meixner, P. McCullough and G. Bacon (Space Telescope Science Institute)/Andrew McCarthy.
Šta predstavljaju lukovi udara (bow shocks)
U spoljašnjem halou otkriveno je 22 potpuna ili delimična luka gasa — takozvani "bow shocks". Ove strukture nastaju kada klupci gasova iz nebule ulaze u međuzvezdani medij i pritom ga "probijaju" i erodiraju, slično talasima koji se stvaraju ispred pramca broda.
Imad Pasha iz Dragonfly Focused Research Organisation napominje da se oblika udara menjaju sa rastojanjem od centralne zvezde: bliži su veliki, tanki i oštro definisani, dok su dalje strukture manje, nejasnije i fragmentisanije. To sugeriše progresivnu eroziju — kako se izbačeni gas probija dublje u ISM, postaje razbijen i raspršen.
Koliko dugo opstaju izbačene strukture
Na osnovu posmatranja, tim procenjuje da materijal iz planetarne nebule nakon susreta sa ISM može da opstane redom veličine ~10.000 godina pre nego što bude potpuno razbijen i uklopljen u difuzni međuzvezdani gas. Taj proces predstavlja neposredan mehanizam kojim se elementi stvoreni u zvezdama vraćaju u oblake iz kojih će nastajati naredne generacije zvezda i planeta.
(Left) The Helix Nebula as seen by the Visible and Infrared Telescope for Astronomy. (Right) The smaller field of view from the JWST's NIRCam (right). | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Pagan (STScI)
Šira važnost otkrića
Ovo posmatranje daje direktan dokaz kako se elementi teški od ugljenika i kiseonika pa nadalje, koji su formirani u unutrašnjosti zvezde, postepeno vraćaju u galaktički materijal. Naš Sunčev sistem je nastao pre oko 4,6 milijardi godina iz takvih obogaćenih oblaka. Za otprilike 5 milijardi godina i Sunce će, prema istom scenariju, postati planetačna nebula i njegov materijal će se podvrgnuti sličnom ciklusu.
"Vidimo materiju koju je zvezda odbacila pred kraj svog života kako se raspada i vraća u galaksiju," rekao je Pieter van Dokkum.
Rezultati posmatranja objavljeni su 12. avgusta u časopisu Nature. Fotografije Heliksove nebule ranije su snimali i Hubble i James Webb teleskopi, ali MOTHRA-ina široka hiperspektralna mapa otkriva ove šibane, slabo osvetljene strukture u spoljašnjem halou.
Napomena o merenjima i terminologiji: spoljašnja ivica svetlog prstena Heliksove nebule prostire se oko 5,7 svetlosnih godina; otkrivenih 22 luka odnose se na potpune ili delimične lukove u spoljašnjem halou; procena preživljavanja od ~10.000 godina odnosi se na vreme od susreta sa ISM do potpune disperzije.
Credit: NASA/ESA/C. R. O'Dell (Vanderbilt University) i M. Meixner, P. McCullough i G. Bacon (STScI)/Andrew McCarthy.
Pomozite nam da budemo bolji.
