Сложная красота умирающей звезды

Эффектная планетарная туманность NGC 7009 или туманность Сатурн – выступает из темноты в виде группы накладывающихся друг на друга розово-голубых пузырей неправильной формы. Это цветное изображение получено мощным приемником MUSE, смонтированным на телескопе VLT в Европейской Южной обсерватории, в процессе составления первой карты распределения пыли внутри планетарной туманности. Карта, выявляющая в распределении пыли множество сложных структур – оболочки, гало и интересную волноообразную деталь – должна помочь астрономам понять, как планетарные туманности приобретают свои необычные формы и сложную симметрию.

Туманность Сатурн находится примерно в 5000 световых лет от нас в созвездии Водолея. Это название объясняется ее необычной формой, напоминающей знаменитое кольцо Сатурна, видимое с ребра. На деле, планетарные туманности не имеют ничего общего с планетами. Туманность была когда-то маломассивной звездой, в конце своего жизненного пути превратившейся в красного гиганта и затем сбросившей свои внешние оболочки. Выброшенное вещество разлеталось в окружающее пространство под действием интенсивного звездного ветра и возбуждалось ультрафиолетовым излучением горячего ядра звезды. Так образовалась околозвездная туманность, состоящая из пыли и ярко светящегося разноцветного горячего газа. Обреченная на гибель звезда, находящаяся в процессе превращения в белого карлика, видна на этом снимке в центре туманности. Планетарные туманности, как правило, живут недолго: Туманность Сатурн просуществует всего несколько десятков тысяч лет прежде, чем настолько расширится и охладится, что перестанет быть видимой. Центральная звезда тоже станет менее яркой, превратившись в горячий белый карлик.

Чтобы лучше понять, как планетарные туманности приобретают такие формы, международная группа астрономов под руководством Джереми Уэлша при помощи спектрографа MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) сумела заглянуть за пылевую вуаль туманности. Приемник MUSE установлен на одном из четырех Основных телескопов («юнитов»), вместе образующих телескоп VLT, работающий в обсерватории Параналь в Чили. Осбенность MUSE состоит в том, что приемник не просто строит изображение, но и хранит в каждой его точке информацию о спектре излучения.

С помощью MUSE группа впервые построила детальные оптические карты распределения газа и пыли в планетарной туманности. В результате, в полученном изображении Туманности Сатурн выявлены многочисленые сложные структуры, в том числе эллиптическая внутренняя оболочка, внешняя оболочка и гало. Видны и два прежде наблюдавшихся выброса из каждого из окончаний большой оси туманности, заканчивающиеся яркими «ansae» (что по-латыни значит «ручки»).

Неожиданно была найдена волнообразная пылевая деталь, происхождение которой пока не вполне ясно. Пыль распределена по всему объему туманности, но ее количество существенно снижается на кромке внутренней оболочки, где она, по-видимому, разрушается. Существует несколько возможных механизмов такого разрушения. По сути, внутренняя оболочка является расширяющейся ударной волной, поэтому возможно, что пылевые частицы разрушаются от ее ударного воздействия или испаряются выделяемой ею тепловой энергией.

Картографирование газовых и пылевых структур внутри планетарной туманности поможет лучше понять детали эволюции маломассивных звезд, а также и то, как планетарные туманности приобретают свои причудливые формы.

Возможности приемника MUSE, конечно, далеко не ограничиваются проблемами планетарных туманностей. Этот чувствительный инструмент может использоваться как при изучении образования звезд и галактик в ранней Вселенной, так и при картографировании распределения темного вещества в близлежащих скоплениях галактик.

Источник: www.eso.org