Туманность Голубое кольцо: разгадана космическая тайна 16-летней давности и обнаружено недостающее звено звезды

Новое исследование опубликовано в сети в ноябре. 18 в журнале Nature, возможно, раскрыли дело. Применяя передовые теоретические модели к множеству данных, собранных об этом объекте, авторы постулируют, что туманность – облако газа в космосе – вероятно, состоит из обломков двух звезд, которые столкнулись и слились в единое целое. звезда.

Хотя считается, что объединенные звездные системы довольно распространены, их практически невозможно изучать сразу после их образования, потому что они закрыты обломками, поднятыми столкновением. Как только обломки рассеялись – по крайней мере, сотни тысяч лет спустя – их будет сложно идентифицировать, потому что они напоминают неслитые звезды. Туманность Голубое кольцо, по-видимому, является недостающим звеном: астрономы наблюдают за звездной системой всего через несколько тысяч лет после слияния, когда свидетельств объединения все еще много. Похоже, это первый известный пример объединенной звездной системы на данном этапе.

GALEX, который эксплуатировался в период с 2003 по 2013 год и находился под управлением Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, был разработан, чтобы помочь в изучении истории звездообразования путем наблюдения за молодыми звездными популяциями в ультрафиолетовом свете. Большинство объектов, видимых GALEX, излучают как ближний УФ (на изображениях GALEX представлен желтым), так и дальний УФ (синий), но туманность Голубое кольцо выделяется тем, что излучает только дальний УФ свет.
Размер объекта был подобен остатку сверхновой, который образуется, когда у массивной звезды заканчивается топливо и взрывается, или планетарной туманности, надутым остаткам звезды размером с наше Солнце. Но в центре туманности Голубое кольцо была живая звезда.

Более того, остатки сверхновых и планетарные туманности излучают в нескольких длинах световых волн за пределами ультрафиолетового диапазона, тогда как туманность Голубое кольцо этого не делала.
ФАНТОМНАЯ ПЛАНЕТА
В 2006 году команда GALEX изучила туманность с помощью 5.1-метровый телескоп Хейла в Паломарской обсерватории в округе Сан-Диего, Калифорния, а затем еще более мощные 10-метровые телескопы обсерватории Кека. С помощью спектрометра низкого разрешения (LRIS) обсерватории Кека они обнаружили свидетельство ударной волны в туманности, что свидетельствует о том, что газ, составляющий туманность Голубое кольцо, действительно был изгнан в результате какого-то сильного события вокруг центральной звезды.

«Спектры LRIS Кека для фронта ударной волны были неоценимы для определения того, как возникла туманность Голубое кольцо», – сказала Кери Ходли, астрофизик из Калифорнийского технологического института и ведущий автор исследования. "Ее скорость была слишком быстрой для типичной планетарной туманности, но слишком медленной, чтобы стать сверхновой. Эта необычная промежуточная скорость дала нам четкий ключ к пониманию того, что, должно быть, произошло что-то еще, что привело к созданию туманности."

Данные Эшелле-спектрометра высокого разрешения обсерватории Кека (HIRES) также свидетельствуют о том, что звезда вытягивает на свою поверхность большое количество материала. Но откуда взялся материал?
«Наблюдения HIRES в Кеке дали нам первое свидетельство того, что система накапливает материал», – сказал соавтор Марк Зайберт, астрофизик из Научного института Карнеги и член группы GALEX в Калифорнийском технологическом институте, которая управляет JPL. "В течение довольно долгого времени мы думали, что, возможно, звезда разорвала на части планету, в несколько раз превышающую массу Юпитера, и которая выбрасывала весь этот газ из системы. Хотя данные HIRES, казалось, подтверждали эту теорию, они также заставляли нас с осторожностью относиться к этой интерпретации, предполагая, что аккреция может иметь какое-то отношение к движениям в атмосфере центральной звезды."

Чтобы собрать больше данных, в 2012 году команда GALEX использовала широкоугольный инфракрасный обзор NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), космический телескоп, который изучал небо в инфракрасном свете и идентифицировал пылевой диск, вращающийся вокруг звезды. Архивные данные трех других инфракрасных обсерваторий также обнаружили диск.

Открытие не исключило возможность того, что вокруг звезды вращалась планета, но в конечном итоге команда показала, что диск и материал, изгнанный в космос, пришли из чего-то большего, чем даже гигантская планета. Затем в 2017 году телескоп Хобби-Эберли в Техасе подтвердил, что на орбите звезды не было компактного объекта.
Спустя более десяти лет после открытия туманности Голубое кольцо команда собрала данные о системе с четырех космических телескопов, четырех наземных телескопов, а также исторических наблюдений за звездой, начиная с 1895 г. time), а также помощь гражданских ученых через Американскую ассоциацию наблюдателей переменных звезд (AAVSO).

Но объяснение того, что создало туманность, все еще ускользало от них.

ЗВЕЗДНЫЙ САЛЮТ
Когда Хоадли начала работать с научной группой GALEX в 2017 году, «группа наткнулась на стену» с туманностью Голубое кольцо, сказала она. Но Хоудли была очарована до сих пор необъяснимым объектом и его причудливыми чертами, поэтому она приняла вызов – попытаться разгадать загадку.

Казалось вероятным, что решение будет исходить не из большего количества наблюдений за системой, а из передовых теорий, которые могли бы понять существующие данные. Итак, Крис Мартин, главный исследователь GALEX в Калифорнийском технологическом институте, обратился за помощью к Брайану Мецгеру из Колумбийского университета.
Как астрофизик-теоретик, Мецгер создает математические и вычислительные модели космических явлений, которые можно использовать для предсказания того, как эти явления будут выглядеть и вести себя.

Он специализируется на космических слияниях – столкновениях различных объектов, будь то планеты и звезды или две черные дыры.
«Дело не только в том, что Брайан мог объяснить данные, которые мы видели; он, по сути, предсказывал то, что мы наблюдали, прежде чем он это увидел», – сказал Ходли. «Он говорил:« Если это звездное слияние, то ты должен увидеть X », и это было похоже на« Да »! Мы видим, что!’"
Команда пришла к выводу, что туманность является продуктом относительно свежего слияния звезд, которое, вероятно, произошло между звездой, похожей на наше Солнце, и другой звездой, размер которой составляет примерно одну десятую этого размера (или примерно в 100 раз больше массы Юпитера).

Ближе к концу своей жизни подобная Солнцу звезда начала раздуваться, подбираясь ближе к своему спутнику. В конце концов, меньшая звезда попала в нисходящую спираль к своему большему спутнику. По пути большая звезда разорвала меньшую звезду на части, завернувшись в кольцо обломков, прежде чем полностью поглотить меньшую звезду.

Это было жестокое событие, которое привело к образованию туманности Голубое кольцо. Слияние запустило облако горячего мусора в космос, которое было разрезано пополам газовым диском.

В результате образовались два конусообразных облака мусора, основания которых удалялись от звезды в противоположных направлениях и становились шире по мере продвижения наружу. Основание одного конуса идет почти прямо к Земле, а другого – почти прямо в сторону. Они слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть поодиночке, но область, где конусы перекрываются (если смотреть с Земли), образует центральное синее кольцо, которое наблюдал GALEX.
Прошли тысячелетия, и расширяющееся облако обломков охладилось и образовало молекулы и пыль, в том числе молекулы водорода, которые столкнулись с межзвездной средой, редкое скопление атомов и энергичных частиц, заполняющих пространство между звездами.

Столкновения возбуждали молекулы водорода, заставляя их излучать определенную длину волны дальнего УФ-света. Со временем свечение стало достаточно ярким, чтобы GALEX мог его увидеть.

Звездные слияния в нашей галактике Млечный Путь могут происходить не реже одного раза в 10 лет, а это означает, что, возможно, значительная часть звезд, которые мы видим в небе, когда-то были двумя.
«Мы видим множество двухзвездных систем, которые когда-нибудь могут слиться, и мы думаем, что определили звезды, которые слились, возможно, миллионы лет назад.

Но у нас почти нет данных о том, что происходит между ними », – сказал Мецгер. «Мы думаем, что в нашей галактике, вероятно, есть множество молодых остатков звездных слияний, и туманность Голубое кольцо может показать нам, как они выглядят, чтобы мы могли идентифицировать больше из них."
Хотя это, вероятно, завершение тайны 16-летней давности, это также может быть началом новой главы в изучении слияний звезд.
«Удивительно, что GALEX смог найти этот действительно слабый объект, который мы не искали, но который оказался чем-то действительно интересным для астрономов», – сказал Зайберт. "Он просто повторяет, что, когда вы смотрите на Вселенную в новой длине волны или по-новому, вы обнаруживаете то, о чем никогда не думали, что сможете."

2 комментария к “Туманность Голубое кольцо: разгадана космическая тайна 16-летней давности и обнаружено недостающее звено звезды”

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *