Уэбб раскрывает сложные детали останков умирающей звезды

Примечание редактора:В этом посте освещаются данные исследований Уэбба, которые еще не прошли рецензирование.

Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба получил изображения туманности Кольцо, одного из самых известных примеров планетарной туманности. Подобно туманности Южное Кольцо, одному из первых изображений Уэбба, туманность Кольцо демонстрирует сложные структуры последних стадий умирающей звезды. Роджер Вессон из Кардиффского университета рассказывает нам больше об этой фазе звездного жизненного цикла звезды, подобной Солнцу, и о том, как наблюдения Уэбба дали ему и его коллегам ценную информацию о формировании и эволюции этих объектов, намекая на ключевую роль двойных компаньонов.

«Планетарные туманности когда-то считались простыми круглыми объектами с единственной умирающей звездой в центре. Они были названы в честь своего нечеткого, похожего на планету вида в небольшие телескопы. Всего несколько тысяч лет назад эта звезда все еще была красным гигантом, терявшим большую часть своей массы. В качестве последнего прощания горячее ядро ​​теперь ионизирует или нагревает выброшенный газ, и туманность отвечает красочным излучением света. Однако современные наблюдения показывают, что большинство планетарных туманностей обладают поразительной сложностью. Возникает вопрос: как сферическая звезда создает такие сложные и тонкие несферические структуры?

«Туманность Кольцо — идеальная цель для разгадки некоторых тайн планетарных туманностей. Она находится неподалеку, примерно в 2200 световых годах от нас, и яркая — ее можно увидеть в бинокль ясным летним вечером из северного полушария и большей части южного. Наша команда, получившая название ESSENcE (Развитые звезды и их туманности в эпоху JWST), представляет собой международную группу экспертов по планетарным туманностям и связанным с ними объектам. Мы поняли, что наблюдения Уэбба дадут нам неоценимую информацию, поскольку туманность Кольцо прекрасно вписывается в поле зрения инструментов Уэбба NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона), что позволяет нам изучать ее в беспрецедентных пространственных масштабах. деталь. Наше предложение о наблюдении было принято (программа General Observers 1558), и Уэбб сделал снимки туманности Кольцо всего через несколько недель после начала научных работ 12 июля 2022 года.

«Когда мы впервые увидели изображения, мы были ошеломлены количеством деталей на них. Яркое кольцо, давшее название туманности, состоит примерно из 20 000 отдельных сгустков плотного молекулярного водорода, каждый из которых по массе примерно равен Земле. Внутри кольца имеется узкая полоса излучения полициклических ароматических углеводородов, или ПАУ – сложных углеродсодержащих молекул, образование которых в туманности Кольцо мы не ожидаем. За пределами яркого кольца мы видим любопытные «шипы», направленные прямо от центральной звезды, которые хорошо заметны в инфракрасном диапазоне, но лишь очень слабо видны на изображениях космического телескопа Хаббл. Мы думаем, что это может быть связано с молекулами, которые могут образовываться в тени самых плотных частей кольца, где они защищены от прямого интенсивного излучения горячей центральной звезды.

«Наши изображения MIRI предоставили нам самое четкое и четкое изображение слабого молекулярного гало за пределами яркого кольца. Неожиданным открытием стало присутствие в этом слабом ореоле до десяти равномерно расположенных концентрических деталей. Эти дуги, должно быть, формировались примерно каждые 280 лет, когда центральная звезда сбрасывала свои внешние слои. Когда одиночная звезда превращается в планетарную туманность, нам не известен ни один процесс, который имел бы такой период времени. Вместо этого эти кольца предполагают, что в системе должна быть звезда-компаньон, вращающаяся примерно так же далеко от центральной звезды, как Плутон от нашего Солнца. Пока умирающая звезда теряла свою атмосферу, звезда-спутник формировала поток и формировала его. Ни один из предыдущих телескопов не обладал такой чувствительностью и пространственным разрешением, чтобы обнаружить этот тонкий эффект.

«Так как же сферическая звезда образовала такую ​​структурированную и сложную туманность, как туманность Кольцо? Небольшая помощь со стороны бинарного компаньона вполне может быть частью ответа».