Новейшие изображения и сведения космического телескопа НАСА «Джеймс Уэбб» демонстрируют новые детали пары таинственных инфракрасных кольцевых образований, окружающих удаленную планетарную туманность.
Новые изображения телескопа JWST демонстрируют, что кольца-близнецы, внешний вид которых раньше вызывал вопросы у учёных, представляют собой чётко обозначенные части, вставленные в наружную оболочку туманности.
Новые наблюдения за таинственными образованиями, проведенные с помощью прибора MIRI на телескопе JWST, показали, что в основном состоят из пыли. Это дает основание предположить их формирование в результате столкновения быстро движущихся звездных ветров и более медленного материала, выброшенного центральной двойной звездной системой туманности.
Новые данные, представленные в конце предыдущего месяца на сервере препринтов arXiv, меняют наше понимание состава и образования структуры колец-близнецов в массивной туманности.
Туманность «Хрустальный шар»
Планетарные туманности из огромных оболочек газа и пыли, отделившихся умирающими звёздами, возникают при окончательном превращении звёзд в белые карлики. Хотя такие туманности встречаются нечасто, наблюдения за ними могут предоставить астрономам ценную информацию о химическом составе, определяющем эволюцию звёзд и галактик.
NGC 1514, получившая название «Хрустальный шар», всегда считалась уникальной особенностью космоса. При открытии Уильямом Гершелем 13 ноября 1790 года завораживающий вид туманности побудил астронома назвать ее «необычайным феноменом» из-за одиночной звезды, окруженной слабо светящейся атмосферой. Это привело Гершеля к выводу, что «туманность вокруг звезды не имеет звездной природы».
Сегодня астрономы считают NGC 1514 большой и сложной планетарной туманностью. Туманность находится примерно в 1500 световых лет от Земли, ее происхождение связано с бинарной системой HD 281679, состоящей из яркой гигантской звезды А-типа и более горячего субсветящегося компаньона О-типа. Именно последний формирует туманность.
Ранее наблюдения за NGC 1514 выявили необычную пару кольцевых структур R10, различимых в инфракрасном излучении. Эти кольца имеют диаметр от 0,65 до 1,3 световых лет и почти полностью располагаются внутри внешней оболочки туманности. Обладая уникальной формой, эти структуры заметно проявляются в средней инфракрасной области спектра, оставаясь практически незаметными в обычных оптических диапазонах волн.
Сложная планетарная туманность
Ввиду необычного вида и сохраняющейся тайны их происхождения, группа исследователей под руководством Майкла Э. Ресслера из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) решила исследовать объекты с помощью передовых возможностей JWST по формированию изображений и спектроскопии.
«В связи с этим, мы приняли решение провести более глубокое исследование колец NGC 1514 с помощью инструмента средне-инфракрасного диапазона на телескопе JWST. », — утверждают Ресслер и его команда в ходе исследования. И с помощью высокоразрешаемой съемки, и с помощью среднеразрешательной спектроскопии кольца видны наиболее четко. ».
Наблюдения команды показали, что данные JWST позволили выявить сложную сеть нитевидных элементов и «комковатые» области внутри колец. Команда также обнаружила облакоподобный материал с турбулентностью в каждом кольце.
Это облако словно загадка для Ресслера и его команды: несмотря на видимую турбулентность, структура колец отчетлива, что видно на новых снимках «Уэбба».
Обнаруженные слабые эжекты за пределами колец указывают на формирование этих структур на ранних этапах эволюции туманности под влиянием медленных потоков от умирающей звезды.
Окольцованная пылью звезда-умирающая.
Недавние исследования NGC 1514 показали, что кольца туманности состоят преимущественно из пыли с небольшим содержанием атомарного водорода, запрещенных атомных линий и полициклических ароматических углеводородов.
Отсутствие этих особенностей делает NGC 1514 исключением, так как обычно они наблюдаются в планетарных туманностях. Предполагаемая цветовая температура пыли колеблется от 110 до 200 К, что подкрепляет теорию о том, что кольца образовались в результате медленной, интенсивной фазы потери массы от звезды-прародительницы туманности.
Команда предложила теорию образования колец: в процессе выбрасывания материала умирающей звезды и её постепенной потери массы быстрое течение звездных ветров формировало кольца со временем. Длительное взаимодействие фаз этих ветров создало NGC 1514, имеющий сложный вид, являющийся одним из самых необычных среди известных планетарных туманностей.
Новое исследование Ресслера и его коллег указывает, что новые данные JWST расширяют понимание астрономами необычного вида NGC 1514 и формирования планетарных туманностей в целом. Остаются вопросы о том, какие процессы образовали характерные инфракрасные кольца туманности «Хрустальный шар» и какова их роль в её жизненном цикле.
Команда рассчитывает, что будущие наблюдения за этой необычной небесной особенностью дадут новые сведения для объяснения сложной динамики звездных ветров и их влияния на формирование и структуру подобных планетарных туманностей, как NGC 1514.