За допомогою ALMA зафіксували зорю під час утворення планетарної туманності

Величезне газове кільце навколо зорі наприкінці еволюції зберегло слід її останнього спалаху. Його розгледіли за допомогою радіотелескопів у чилійській пустелі Атакама. Водночас слідів механізму, яким зазвичай пояснюють несферичну форму таких оболонок, не знайшли.

Карта монооксиду вуглецю навколо зорі IRAS 06530 за даними ALMA
Карта монооксиду вуглецю навколо зорі IRAS 06530, отримана за допомогою ALMA, з кільцем, центральною біполярною туманністю і областю тьмяних дуг. Авторство: Рагвендра Сахай та ін. Джерело: arXiv

Кільце від теплового імпульсу

Протопланетна туманність IRAS 06530-0213, тобто газова оболонка, яку зоря скинула і яка згодом засвітиться як планетарна туманність, оточена кільцем радіусом близько 16 950 астрономічних одиниць. Одна така одиниця дорівнює відстані від Землі до Сонця. Найвіддаленіший від Землі апарат Voyager 1 за 49 років польоту подолав близько 170 астрономічних одиниць, тобто в сто разів менше за радіус кільця.

У надрах червоного гіганта в шарі гелію навколо ядра періодично різко запускаються термоядерні реакції. Кожен такий тепловий імпульс виштовхує у простір частину оболонки. Як повідомляє phys.org, кільце стало першим свідченням останнього теплового імпульсу вуглецевої зорі. Після нього зоря близько 2000 років втрачала речовину повільніше, а потім темп втрат знову зріс.

Звідки беруться несиметричні туманності

Більшість зір із масою, близькою до сонячної, завершують еволюцію планетарною туманністю, а не вибухом наднової. Червоний гігант викидає майже сферичні оболонки, проте здебільшого планетарні туманності та їхні попередниці мають витягнуту або біполярну форму. 

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Комплект журналів Сонце та Місяць

До товару
Біполярна планетарна туманність Hubble 5 у сузір'ї Стрільця
Біполярна планетарна туманність Hubble 5 у сузір’ї Стрільця на відстані 2200 світлових років. Знімок ширококутної та планетарної камери 2 телескопа Hubble від 9 вересня 1997 року. Авторство: Брюс Балік (Вашингтонський університет), Вінсент Ікке (Лейденський університет), Гаррелт Меллема (Стокгольмський університет), NASA. Джерело: NASA

Найпоширеніше пояснення пов’язує це з вузькими швидкими струменями газу, які, ймовірно, виникають через взаємодію зорі з компаньйоном. Швидкість струменів значно перевищує швидкість розширення оболонки, тож вони проходять крізь неї зсередини вздовж однієї осі й витягують її у протилежні боки.

Перевірити модель допомагає огляд PANORAMA на Атакамській великій антенній решітці міліметрового діапазону (ALMA). Дослідження IRAS 06530 очолив Рагвендра Сахай із Лабораторії реактивного руху NASA. Статтю прийняли до публікації в рецензованому журналі The Astrophysical Journal, а препринт доступний на arXiv.

Будова туманності

Центральна біполярна туманність складається з двох пелюсток і щільного тора навколо зорі, схожого формою на бублик. Їхній вік за швидкістю розширення не перевищує 700 років.

У торі знайшли надлишок рідкісних ізотопів вуглецю-13 і кисню-17, а також менший надлишок азоту-15. Таке співвідношення не вкладається у стандартні моделі ядерного синтезу і, можливо, вказує на вибухові термоядерні реакції.

Чотири біполярні планетарні туманності на знімках телескопів ESO
Чотири біполярні планетарні туманності, зображені за допомогою телескопів ESO. Зліва вгорі — туманність Гантель (M27), справа вгорі — NGC 6302, зліва внизу — NGC 5189, справа внизу — Флемінг 1. Авторство: ESO

Найбільше молекулярного газу, від 0,12 до 0,25 маси Сонця, зосереджено у тьмяних дугах між тором і кільцем. Подібні спіралі спостерігають навколо червоних гігантів у подвійних системах, тож форма дуг може вказувати на прихованого компаньйона на відстані від 155 до 340 астрономічних одиниць.

Швидких струменів не виявили

У протопланетних туманностях зазвичай фіксують газ зі швидкістю понад 50 км/с. В IRAS 06530 не знайшли ні газу, швидшого за 16,5 км/с, ні компактного пилового диска на місці зорі. Автори припускають, що короткі струмені міг запустити диск, який згодом розсіявся.

Сильна взаємодія з компаньйоном на такій відстані доволі малоймовірна. Вона можлива лише за орбіти, витягнутої настільки, що компаньйон наближається до основної зорі. Чи пояснить така орбіта водночас струмені та спіральні дуги, мають з’ясувати моделі втрати маси в подвійних системах.

Новини інших медіа
Порятунок Hubble NASA шукає серед приватних компаній
Виходи солі на Церері можуть приховувати запаси водяної криги
Модель Землі без біосфери допоможе шукати позаземне життя
Україна підписала з ICEYE і Nokia лист про наміри щодо супутникового зв’язку
Таємний механізм Ейнштейна: як гравітація перетворює енергію на матерію
Падіння обсерваторії Swift на Землю: який ризик завдання шкоди людям
Система із шести планет бентежить астрономів своєю «ідеальністю»
Площа льоду в полярних кратерах Марса виявилася змінною
Стартап Satlyt наблизився до перетворення супутників на космічні дата-центри
Важкий водень у складі метану свідчить про місце народження міжзоряної комети