W maju „Wilk” unosi się i krąży po niebie po północy. Toczeń był jedną z 48 oryginalnych konstelacji wymienionych przez astronoma z pierwszego wieku Ptolemeusza, a na jego zachodniej granicy znajduje się mgławica planetarna Wolfa-Rayeta - IC 4406 - która zawiera jedne z najgorętszych znanych gwiazd. Co dokładnie leżało w tej odległej w 1900 roku świetlnym chmurze pyłu w kształcie torusa? Wejdźmy naprawdę do tej wizualizacji wymiarowej Hubble'a autorstwa Jukki Metsavanio i przyjrzyjmy się bliżej ...
Ilekroć prezentujemy wizualizację wymiarową, odbywa się to w dwóch modach. Pierwszy z nich nosi nazwę „Równoległego widzenia” i przypomina układankę z magicznym okiem. Gdy otworzysz obraz w pełnym rozmiarze, a twoje oczy znajdą się w odpowiedniej odległości od ekranu, obrazy zdają się łączyć i tworzyć efekt 3D. Jednak dla niektórych ludzi nie działa to dobrze - więc Jukka stworzyła również „Cross Version”, w której po prostu krzyżujesz oczy, a obrazy łączą się, tworząc centralny obraz, który wygląda na 3D. Jak dowiedzieliśmy się jakiś czas temu, nie zawsze może działać dla wszystkich ludzi, ale istnieje kilka innych sztuczek, które możesz wypróbować. Teraz usiądź i przygotuj się na wysadzenie w powietrze ...
Prostokątny wygląd mgławicy planetarnej, IC 4406, nie jest tak wielką tajemnicą. Z obserwacji dużej liczby obiektów wiemy, że nasz punkt widzenia wpływa na to, jak widzimy rzeczy, i zdajemy sobie sprawę, że widzimy tę niesamowitą strukturę prawie w płaszczyźnie równika. Astronomowie uważają, że cała mgławica ma kształt wydłużonej sferoidy - gdzie średnica polarna jest większa niż średnica równikowa. Skąd taki niezwykły kształt? Prawdopodobnie dlatego, że uważa się, że IC 4406 jest bipolarna. Nie. To cię nie przestraszy… To po prostu oznacza, że ta mgławica planetarna ma symetryczny, osiowo symetryczny wygląd. Mogą to być początki lub zakończenia etapów ewolucyjnych wszystkich mgławic planetarnych - ale ma swoje dziwactwa.
Chociaż funkcja kształtująca tę strukturę nie jest dokładnie jasna dla astronomów, wielu uważa, że może ona należeć do procesu fizycznego znanego jako odpływ bipolarny - ciągłe, wysokoenergetyczne strumienie gazu wydobywające się z biegunów gwiazdy. Jakie rodzaje gwiazd Znów nie zawsze jest jasne. Odpływ dwubiegunowy może wystąpić w protostarach, w których gęsty, skoncentrowany strumień wytwarza naddźwiękowe fronty uderzeniowe. Bardziej rozwinięte młode gwiazdy, takie jak typy T-Tauri, wytwarzają również wstrząsy dziobowe widoczne przy długościach fal optycznych, które nazywamy obiektami Herbiga-Haro. Wyewoluowane gwiazdy wytwarzają sferycznie symetryczne wiatry (zwane wiatrami post-AGB), które skupiają się w stożkach i ostatecznie stają się klasycznymi strukturami mgławic planetarnych. Istnieją nawet spekulacje, że te odpływy mogą wpływać na pył międzygwiezdny otaczający resztki gwiazdy lub supernowej. Ale… co dokładnie powoduje te piękne struktury, które widzimy w środku?
Według C.R. O’Dell: „Postęp ten rozpoczyna się od ciemnych struktur stycznych, które nie wykazują wyrównania z gwiazdą centralną i lokalizacją w pobliżu głównego frontu jonizacji. Pod koniec postępu w największych mgławicach węzły znajdują się w znacznej części strefy zjonizowanej, gdzie są one fotojonizowane po stronie skierowanej w stronę gwiazdy centralnej i towarzyszą im długie ogony, dobrze ustawione promieniowo. Tej modyfikacji właściwości można się spodziewać, gdyby węzły powstały w pobliżu lub na zewnątrz głównego frontu jonizacji, uzyskując wystarczająco wysokie gęstości, aby doprowadzić do ich tylko częściowej jonizacji, ponieważ są one w pełni oświetlone przez pole promieniowania Continuum Lymana (Lyc). Prędkości ich ekspansji muszą być niższe niż prędkości głównego korpusu skorupy mgławicy. Ich formy zmieniają się pod wpływem ekspozycji na pole promieniowania z gwiazdy, choć nie jest jasne, co do względnej roli ciśnienia promieniowania działającego na składnik pyłu w stosunku do zacienienia jonizacji. ”
Jest jednak coś niezwykłego w IC 4406, prawda? Zgadza się. Zawiera gwiazdę Wolfa-Rayeta. Te masywne, niezwykle świecące piękności, wywodzące się z O, mają silne wiatry gwiezdne i są dobrze znane z wytryskiwania ich nieprzetworzonych zewnętrznych warstw bogatych w H. Gęste wiatry o dużej prędkości rozrywają się następnie w przegrzanej fotosferze gwiezdnej, uwalniając promieniowanie ultrafioletowe, które z kolei powoduje fluorescencję w tworzącym linię obszarze wiatru. Większość nadal staje się supernowymi typu Ib lub Ic, a tylko nieliczne (tylko 10%) stają się głównymi gwiazdami mgławic planetarnych. Czy zatem piękne wzory, które widzimy w IC 4406, są początkiem czy końcem? Mówi C.R. O’Dell:
„Znajdujemy sęki we wszystkich obiektach, argumentując, że sęki są powszechne, po prostu nie zawsze są obserwowane ze względu na odległość. Węzły wydają się tworzyć na wczesnym etapie cyklu życia mgławicy, prawdopodobnie powstają w wyniku mechanizmu niestabilności działającego na froncie jonizacji mgławicy. Gdy przód przechodzi przez sęki, są one narażone na fotonizujące pole promieniowania gwiazdy centralnej, powodując ich zmianę wyglądu. Wyjaśniałoby to wówczas ewolucję różnicę wyglądu, jak włókna koronkowe widoczne tylko w wyginięciu w IC 4406… Modele teoretyczne uwzględniają jedynie niestabilność symetryczną, ale wydaje się, że nic nie stoi na przeszkodzie tworzeniu się wydłużonych stężeń, jakie można zaobserwować w IC 4406. ”
W międzyczasie wielu z was rozpozna te filamenty na tej planecie po ich bardziej powszechnej nazwie - „Mgławicy Retina” - trzeciej, która ma zmapowany przestrzenny rozkład emisji H2 i CO, aby udowodnić, że gęstość równikowa jest spowodowana przez wysoką - odpływ prędkości gwiazdy progenitorowej AGB - i być może błysk w jej oku może mieć albo początek, albo koniec czegoś, co mogło być układami planetarnymi. Mówi R. Sahai: „Sugeruje się, że tori równikowe zaobserwowane lub wydedukowane w IC 4406 wynikają z dysków„ narodzonych ponownie ”powstałych w wyniku zniszczenia układów planetarnych pod koniec fazy ewolucyjnej AGB”.
Czy włókna te są kształtowane przez pola magnetyczne? Praca Hanny Dahlgren otwiera kilka bardzo interesujących pomysłów: „Proponujemy teorię, w której pola magnetyczne kontrolują rzeźbienie i ewolucję drobnych włókien. Teoria ta pokazuje, w jaki sposób podkonstrukcje mogą tworzyć magnetyzowane strumienie, które są skręcone wokół siebie, w kształcie podwójnych helis. Podobne struktury i podobne pochodzenie znajdują się w wielu innych środowiskach astrofizycznych. ” I czy przeżyją? Mówi C.R. O’Dell:
„To, co przyniesie przyszłość dla węzłów w PN, jest dość ważne, ponieważ którykolwiek mechanizm je wytwarzający, blokuje znaczną część masy w węzłach molekularnych i te węzły uciekają z pola grawitacyjnego gwiazdy centralnej (Meaburn i in. 1998). Proces fotoionizacji oznacza, że nastąpi fotoodparowanie materiału z węzłów. Sytuacja będzie bardzo podobna do proplydów w Mgławicy Oriona, w których wewnętrzny rdzeń molekularny jest ogrzewany przez fotony poniżej 13,6 eV, powodując powolny przepływ gazu z dala od rdzenia. Gdy gaz ten osiągnie front jonizacji węzłów, jest on fotojonizowany i ogrzewany, a następnie gwałtownie przyspiesza do prędkości około 10 km. Szacowany czas odparowywania dla poruszających się na zewnątrz węzłów wynosi kilka tysięcy lat. Dlatego wielu lub większość z nich przetrwa fazę gorącego światła blisko gwiazdy i zostanie wyrzucona do otaczającego ośrodka międzygwiezdnego. ”
Jako kolejny błysk w oczach Wilka…
Ogromne podziękowania dla JP Metsavainio z Północnej Galaktyki za jego magię z obrazami Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i umożliwienie nam tego niesamowitego spojrzenia w kolejnej tajemnicy kosmosu.
