Mgławica planetarna jest jednym z najpiękniejszych obiektów we wszechświecie. A jednak są niezwykle ważne, ponieważ ich przetworzone pierwiastki rozprzestrzeniają się i mieszają z ośrodkiem międzygwiezdnym w ramach przygotowań do utworzenia nowej generacji gwiazd. Zatem ich studiowanie jest ważne dla zrozumienia ewolucji gwiezdnej. Ale w przeciwieństwie do ich gwiezdnych braci, ponieważ nie ma dwóch takich samych, trudno jest skutecznie wybrać ich z astronomicznych badań głębokiego nieba. Na szczęście zespół badawczy niedawno opracował metodę takiego działania, a ich praca może otworzyć drzwi do pełnego zrozumienia wielkiego kręgu życia gwiazd.
Na zewnątrz z kwileniem
Kiedy gwiazdy takie jak nasze słońce w końcu kopią wiadro, nie robią tego w schludny i uporządkowany sposób. Zamiast tego w ciągu około miliona lat powoli odwracają się na lewą stronę, wyrzucając swoje zewnętrzne warstwy do otaczającego Układu Słonecznego. Gwiazda z trudem łapie powietrze, zrzuca warstwy, pozostawiając jedynie gorący rdzeń. Rdzeń ten, obecnie właściwie nazywany białym karłem, ma temperaturę około miliona stopni i emituje duże ilości promieniowania rentgenowskiego.
Promieniowanie to uderza w gaz otaczający martwą gwiazdę. Gaz ten składa się głównie z wodoru i helu, podobnie jak wszystko inne we wszechświecie, ale także zawiera kawałki cięższych pierwiastków i cząsteczek, takich jak węgiel, tlen, a nawet woda. Energetyzowane przez intensywne promieniowanie wystrzeliwujące z białego karła, żywioły pochłaniają tę energię i emitują ją na różne kolorowe długości fali. Jeśli zastanawiasz się, dokładnie tak działają żarówki fluorescencyjne, ale na znacznie większą i bardziej chaotyczną skalę.
Z czasem biały karzeł ostygnie i nie będzie w stanie dłużej oświetlać całej otaczającej go mgławicy, w którym to momencie mgławica zniknie z pola widzenia. Dzieje się tak około 10 000 lat po początkowej ekspozycji rdzenia.
To właśnie nazywamy mgławicą planetarną (nie przejdę do historii nazwy, ponieważ w zasadzie nie ma sensu i będziemy musieli z nią żyć). Każda mgławica planetarna jest wyjątkowa, ponieważ fizyka ich formowania - od wyrzucania warstwa po warstwie materiału gwiazdy - jest tak złożona, że nigdy nie można jej dokładnie powtórzyć. Chociaż mgławice planetarne nie trwają długo, są zaskakująco powszechne, ponieważ gwiazdy, z których pochodzą, są stosunkowo częste. Ostatecznie widzimy je wszędzie, migocząc jak ozdoby świąteczne na głębokim niebie.
Krąg życia gwiazd
Odnajdywanie, kategoryzowanie i rozumienie mgławic planetarnych jest niezwykle ważne dla zawinięcia naszych głów astronomicznych wokół pełnej ewolucji gwiazd w galaktyce. Jest tak, ponieważ mgławice planetarne tworzą materiał dla nowych generacji gwiazd. Poprzez powolne rozpraszanie pyłu i gazów w mgławicach, a czasem nawet gwałtowne eksplozje z powodu ekstremalnego promieniowania i wiatru, materiał przedostaje się do przestrzeni międzygwiezdnej. Tam miesza się i miesza z ogólnym środowiskiem galaktycznym i ostatecznie trafia do nowego układu gwiezdnego dziecka, a cykl trwa.
Co więcej, musimy zrozumieć mgławice planetarne, ponieważ dają nam obraz tego, jak umierają gwiazdy takie jak nasze słońce. W naszych badaniach widzimy wszelkiego rodzaju mgławice planetarne. Czasami widzimy piękne struktury spiralne lub spiralne. Czasami widzimy kule lub owale. A czasami po prostu widzimy wiązkę poszarpanych szmat, które ledwo nazywają się mgławicą. Jak powstają takie skomplikowane i odmienne wzorce? W jaki sposób dwie gwiazdy, które wydają się bardzo podobne, mogą spowodować radykalnie różne mgławice planetarne? Nie wiemy
I to nie koniec pytań. Jak krytyczne są mgławice planetarne dla wzbogacenia ośrodka międzygwiezdnego? W porównaniu do supernowej. Jak szybko materiał może się rozproszyć i znaleźć drogę do nowej generacji gwiazd?
To są bardzo dobre pytania, wszystkie bez bardzo dobrych odpowiedzi
Kilka dobrych pikseli
Prawidłowa odpowiedź na dowolny zestaw takich pytań to zwykle więcej danych. Potrzebujemy wielu obserwacji wielu mgławic planetarnych, aby spróbować zbudować porządną bazę danych statystycznych, abyśmy mogli zacząć porównywać i kontrastować w solidny naukowy sposób. Ale pojawia się problem, jeśli chcemy rozpocząć opracowywanie ogromnych badań, aby wybrać tysiące mgławic planetarnych na niebie. Problem polega na tym, że nie ma dwóch podobnych mgławic, więc bardzo trudno jest wymyślić prosty schemat klasyfikacji, który wybiera mgławice planetarne z innych losowych kawałków kosmosu.
Jeszcze bardziej frustrujące jest to, że przy skali i rozdzielczości większości badań nieba mgławice planetarne mają zaledwie kilka rozmytych pikseli. Jak możesz odróżnić się od siebie? W tym miejscu pojawiają się nowe badania. Zespół astronomów przeprowadził ogromną liczbę symulacji i symulacji obserwacji mgławic planetarnych, oprócz innych źródeł, które można pomylić z podobnymi galaktykami i kwazarami.
Następnie podzielili te dane na tak wiele różnych sposobów, jak to możliwe, widząc, jak mgławice planetarne patrzą na pewne długości fal w porównaniu do innych. Zidentyfikowali kluczową serię testów, które pozwoliły im odfiltrować prawie wszystkie inne zanieczyszczenia, pozostawiając jedynie populację czystych (wciąż zamazanych) mgławic planetarnych. Dzięki tej technice przyszłe zautomatyzowane badania nieba mogłyby z łatwością włączyć mgławice planetarne do ich katalogów, być może pomagając odpowiedzieć na niektóre pytania dotyczące tego, jak dokładnie krąg życia sprzedawcy krąży w galaktyce.
Czytaj więcej: „Mgławice planetarne i jak je znaleźć: identyfikacja kolorów w badaniach szerokopasmowych”
