Открытие, переписывающее звёздный жизненный цикл
Астрономия получила ключ к пониманию будущего Солнечной системы. Международная команда учёных под руководством Питера ван Доккума из Йельского университета впервые вживую наблюдала, как мёртвая звезда распадается и возвращается в газ, который даст начало новым поколениям светил. Явление зафиксировано в туманности Улитка (NGC 7293), одной из самых близких и ярких планетарных туманностей, расположенной на расстоянии 650 световых лет от Земли.
Результаты, опубликованные в научном журнале Astrophysical Journal Letters, документируют переход от чётких дуг к диффузным структурам, показывая, как звёздный газ фрагментируется и рассеивается в межзвёздной среде. Это прямое наблюдение процесса, который ранее существовал только в теории.
Что такое планетарные туманности?
Когда звезда, подобная Солнцу, исчерпывает весь свой водород, ядро теряет давление и сжимается, а внешние слои расширяются, образуя красного гиганта. В этом процессе поверхностные слои отслаиваются и расширяются в пространстве, создавая планетарную туманность. Остаток звезды сжимается до белого карлика. Выброшенные слои обогащают межзвёздную среду элементами, синтезированными в течение жизни звезды, которые позже сформируют новые звёзды и планеты.
22 ударные волны раскрывают полный цикл
С помощью инструмента MOTHRA (модульная роботизированная гиперспектральная телескопическая система) в обсерватории Эль-Саус в Чили учёные обнаружили 22 фронтальные ударные волны во внешнем гало туманности — структуре в форме пончика, простирающейся на 5,7 светового года в диаметре. Эти волны, наблюдаемые в эмиссии Hα, отмечают границу, где выброшенный газ начинает распадаться и смешиваться с межзвёздной средой.
Роберт Абрахам из Университета Торонто описал удивление команды: «Мы думали, что делаем калибровочное изображение одной из самых известных туманностей на небе. Вместо этого мы обнаружили эту необычную сеть дуговых структур. Сразу стало ясно, что внешняя часть Улитки рассказывает историю, которая оставалась незамеченной».
Ударные волны возникают, когда выброшенный туманностью материал сталкивается с межзвёздной средой, подобно волнам перед носом корабля. По мере удаления от центральной звезды дуги становятся меньше, диффузнее и фрагментированнее. Радиус кривизны уменьшается в сто раз, что позволило астрономам рассчитать временной масштаб разрушения.
10 000 лет: время, за которое звезда интегрируется в галактику
Анализ прогрессии дуг показал, что материал планетарной туманности выживает около 10 000 лет после входа в контакт с межзвёздной средой, прежде чем полностью интегрироваться в неё. Этот факт накладывает прямое и редкое ограничение на временной масштаб разрушения и переноса фрагментированных звёздных выбросов в галактической среде.
По словам авторов, «туманность Улитка — одна из самых близких и ярких планетарных туманностей, поэтому она служит эталоном для понимания того, как выбросы поздней стадии звёзд взаимодействуют с окружающей средой».
Судьба Солнца, написанная в Улитке
Это открытие даёт осязаемый пример космического цикла, управляющего эволюцией материи в галактике. 4,6 миллиарда лет назад Земля и планеты сформировались из элементов, произведённых звёздами, погибшими задолго до этого. Через ещё 5 миллиардов лет Солнце также исчерпает свой водород, и его внешние слои расширятся, создав собственную планетарную туманность.
Питер ван Доккум заявил: «В далёком будущем Солнце пройдёт через подобный процесс, и его материя войдёт в тот же цикл». Все элементы, из которых состоят живые существа, будут возвращены в Млечный Путь и однажды возродятся в новой звёздной системе.
Прямое наблюдение этого процесса космического переработки открывает новые направления исследований динамики планетарных туманностей и темпов звёздной переработки, подтверждая, что Вселенная — это непрерывный цикл смерти и возрождения.
Источник: Infobae