«Джеймс Вебб» уточнив умови формування планетарної туманності NGC 3132

Завдяки новим фото телескопа «Джеймс Вебб» астрономам вдалося відтворити умови формування планетарної туманності NGC 3132 або «Південне кільце». Вона утворилася з викинутого під час колапсу зірки матеріалу Окрім білого карлика, який лишився після смерті зорі, та його ще живого компаньйона, детальні знімки структури туманності викривають вплив ще принаймні двох, а можливо, і трьох зірок. Результати свого дослідження науковці опублікували у журналі Nature Astronomy.

Зображення туманності, складені зі знімків на інструменти NIRCam та MIRI у різних фільтрах. NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University); Joseph DePasquale (STScI)

Що це за туманність?

Планетарними туманностями називають яскраві об'єкти найрізноманітніших форм, що утворюються внаслідок колапсу зірок масами від 1 до 8 мас Сонця. Від них залишається білий карлик, а також оболонка навколо, створена з викинутого через руйнування зірки матеріалу. Своїх форм туманності набувають через вибухову хвилю від колапсу зірки, взаємодію з міжзоряним середовищем, а іноді і через вплив компаньйонів світила, що загинуло.

NGC 3132 або «Південне кільце» на відстані 750 парсеків від нас є типовим представником планетарних туманностей. В її центрі знаходиться білий карлик, що лишився від загиблої зорі, матеріал якої і утворив туманність. А поруч обертається ще жива зоря-компаньйон спектрального класу А. І аналізуючи знімки туманності, які в ближньому та середньому інфрачервоному діапазонах за допомогою інструментів NIRCam і MIRI зробив телескоп «Джеймс Вебб», астрономи змогли детальніше їх охарактеризувати.

Які зорі живуть у туманності?

На нових знімках «Південного кільця» вченим вдалося чітко розрізнити, як плавну структуру оболонки з іонізованого водню навколо центральної зірки оточує набагато більш складної морфології ореол молекулярного водню. Власне за ці його дуги, шипи та кільця відповідає зоряний вітер від компаньйона центральної зірки. І за ними вченим і вдалося охарактеризувати і центральну зорю туманності, і її зірку-компаньйона.

Так, центральною зіркою туманності є білий карлик масою у 0,6 маси Сонця, що лишився від зорі масою у 2,8 сонячної маси. Поруч з ним, на відстані 40-60 астрономічних одиниць, з огляду на кутову відстань між структурами оболонки з молекулярного водню, обертається не дуже масивний компаньйон масою як 2,4 Сонця.

Особливості структури туманності, які вдалося побачити завдяки телескопу. NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University); Joseph DePasquale (STScI)

Крім того, на зображеннях «Джеймса Вебба» у середньому інфрачервоному діапазоні, тьмяна центральна зірка видалася майже такої ж яскравості, як і її компаньйон, що вказало на наявність навколо неї газопилового диска масою у 0,05 маси Землі. Його внутрішній радіус оцінили у 55 астрономічних одиниць, а зовнішній — у 140.

Однак аналіз оболонок навколо білого карлика підказує, що «Південне кільце» формує не пара зірок, а як мінімум квартет.

Звідки ще зорі?

Як показує 3D-модель оболонки з іонізованого водню — останньої оболонки, яку скинула з себе зірка, — її форма також не гладка, а містить численні виступи та опуклості, які добре помітні на 3D-реконструкції. Як вважають астрономи, вони утворилися через вплив ще одного світила, яке знаходиться ближче, ніж вже відомий компаньйон білого карлика.

Імовірний сценарій формування туманності у тому вигляді, якою її роздивився телескоп. Під номером 1 і 2 позначені центральна зоря, яка відповідальна за формування туманності, а також її відомий компаньйон. На нових світлинах ці зорі не видно — їх або не видно за газом та пилом, або, імовірно, їх поглинула центральна зірка після своєї смерті. NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University); Joseph DePasquale (STScI)

Так, зірка, яка утворила туманність, може належати не до подвійної, як вважалося, а до потрійної системи чи навіть квартету або квінтету зірок. На думку вчених, у ході скидання з себе матеріалу під час колапсу, зірка повзаємодіяла ще принаймні з двома світилами, які і створили незвичну форму її оболонок, зокрема — попарні виступи на них. Зараз ці компаньйони або приховані за газом і пилом, або злилися з центральною зіркою в ході її руйнування.

Знімок туманності «Південне кільце» ознаменував початок наукової програми «Джеймса Вебба», потрапивши у список перших опублікованих телескопом наукових фото.

Що лишають по собі зірки

🪩Поєднання спектроскопічних та оптичних спостережень розкрило внутрішню будову незвичної планетарної туманності NGC 1514

👁️🐱А за фото «Габбла» астрофізики відтворили у 3D туманність «Котяче Око»

✨Також планетарну туманність вдалося знайти у розсіяному зоряному скупченню Мессьє 37. Це третє відоме скупчення, в якому знайшли такі рештки світила