Астрономы проследили, как остатки звезды исчезают в космосе

Ученые впервые напрямую наблюдали, как выброшенное звездой вещество всего за несколько тысяч лет теряет форму и смешивается с межзвездной средой. Открытие позволяет понять, как продукты жизни и смерти светил — от газа до тяжелых химических элементов — покидают звездные оболочки, возвращаясь в общий запас вещества Галактики.

Туманность Улитка (NGC 7293) считается одной из ближайших к Земле — она расположена примерно в 650 световых годах от нас. Образуются такие туманности, когда звезда, похожая на Солнце, в конце жизни сбрасывает внешние слои, оставляя после себя белый карлик. Выброшенный газ постепенно смешивается с окружающей межзвездной средой, однако то, как именно выглядит финал этого процесса, до сих пор оставалось неясным.

Впервые увидеть его удалось с помощью строящегося комплекса телескопов MOTHRA в Чили, который особенно чувствителен к слабому свечению разреженного газа. На полученных изображениях виднелись 22 дугообразные структуры, расположенные на восточной стороне NGC 7293. Они возникают перед плотными сгустками газа, которые быстро движутся через межзвездное пространство: сталкиваясь с окружающим веществом, сгустки сжимают его, создавая перед собой своеобразную ударную волну.

Затем структуры, расположенные на разных расстояниях от белого карлика, сравнили между собой. Выяснилось, что ближние ударные волны были крупными, тонкими и четкими, а дальние становились все меньше и распадались на отдельные фрагменты. Размер дуг, который астрономы оценивали по степени их изгиба, уменьшался почти в 100 раз по мере их удаления от центра туманности.

Расчеты показали, что плотные сгустки вещества, образовавшиеся после распада оболочки звезды, движутся со скоростью около 40 километров в секунду. Врезаясь в межзвездную среду, они создают ударные волны, скорость которых достигает примерно 85 километров в секунду. Наблюдаемая картина, по оценкам, связана с постепенным разрушением древней газовой оболочки, сброшенной светилом еще до формирования туманности.

Период, за который плотные сгустки вещества теряют способность сохранять свою форму, исследователи оценили в 10 тысяч лет. Похожие компактные ударные волны, судя по всему, могут формироваться и на окраинах других туманностей. Найти их будет сильно проще после завершения строительства MOTHRA: телескоп сможет наблюдать слабое свечение разреженного газа и искать такие структуры в других планетарных туманностях.

Результаты научной работы, опубликованные в журнале Nature, позволяют больше узнать о том, как именно вещество, выброшенное умирающими светилами, возвращается в межзвездное пространство. Вместе с ним в Галактику попадают газ, пыль и химические элементы, накопленные или образованные звездами. Со временем этот материал смешивается с окружающим газом и может войти в состав новых звезд и планет.

Текст: naked-science?ru/article/astronomy/uvideli-kak-ostatki-zvezd