Вебб відкриває таємниці туманності Південне кільце

Деякі з перших даних, отриманих космічним телескопом Джеймса Вебба, показали, що було принаймні дві, а можливо, ще три невидимі зірки, які створювали довгасті вигнуті форми туманності Південне кільце.

Крім того, вперше, поєднавши інфрачервоні зображення Вебба з наявними даними обсерваторії Gaia ESA (Європейського космічного агентства), дослідники змогли точно визначити масу центральної зірки до того, як вона створила туманність. Команда з майже 70 дослідників під керівництвом Орсоли Де Марко з Університету Маккуорі в Сіднеї, Австралія, проаналізувала 10 дуже детальних фотографій Вебба цієї вмираючої зірки, щоб отримати ці результати.

Їхні розрахунки показують, що центральна зірка була майже в три рази більшою за масу Сонця, перш ніж вона викинула свої шари газу та пилу. Після цих викидів тепер вона становить приблизно 60 відсотків маси Сонця. Знання початкової маси є важливим доказом, який допоміг команді реконструювати сцену та спрогнозувати, як могли бути створені форми в цій туманності.

Новий погляд на Південне кільце

Космічний телескоп Джеймса Вебба NASA пропонує кардинально інші види туманності Південне кільце. Кожне зображення поєднує світло ближнього та середнього інфрачервоного діапазону від трьох фільтрів. Зліва на зображенні Вебба туманності Південне кільце видно дуже гарячий газ, який оточує дві центральні зірки. Справа на зображенні Вебба відстежуються розсіяні молекулярні потоки зірки, які досягли глибшого космосу.

На зображенні ліворуч синій і зелений віднесені до даних Вебба в ближньому інфрачервоному діапазоні, отриманих на хвилях 1,87 і 4,05 мікрона (F187N і F405N), а червоний — до даних Вебба в середньому інфрачервоному діапазоні, отриманих на 18 мікронах (F1800W). На зображенні праворуч синій і зелений віднесено до даних Вебба в ближньому інфрачервоному діапазоні, отриманих на довжинах 2,12 і 4,7 мікрон (F212N і F470N), а червоний — до даних Вебба в середньому інфрачервоному діапазоні, отриманих на 7,7 мікрон (F770W).

Давайте почнемо з найвищої знаменитості цієї конкретної «тусовки», зірки, яка скинула свої шари газу та пилу протягом тисячоліть. На зображенні ліворуч він виглядає червоним, оскільки оточений орбітальним пиловим диском, схожим за розміром на пояс Койпера нашої Сонячної системи . У той час як деякі зірки виганяють свої шари як сольні виступи «на сцені», дослідники припускають, що було кілька супутників з місцями в першому ряду – і принаймні один, який, можливо, приєднався до центральної зірки до того, як вона почала створювати туманність Південне Кільце.

«З Веббом це ніби нам дали мікроскоп для дослідження Всесвіту, — сказав Де Марко. На його зображеннях так багато деталей. Ми підійшли до нашого аналізу так само, як судові експерти, щоб відновити місце події».

Танок зірок

Зазвичай невеликі групи зірок, що охоплюють діапазон мас, утворюються разом і продовжують обертатися навколо одна одної, коли вони старіють. Команда використала цей принцип, щоб зробити крок назад у часі на тисячі років, щоб визначити, що могло б пояснити форми різнокольорових хмар газу та пилу.

По-перше, вони зосередилися на старіючій зірці, яка скинула свої шари та все ще оточена запорошеним червоним «плащем» пилу. Великі дослідження цих типів старіючих зірок показують, що подібні запорошені покривала мають виглядати запиленими дисками, які обертаються навколо зірки. Швидке занурення в дані виявило диск.

«Ця зірка стала меншою і гарячішою, але оточена прохолодним пилом, — зазначив Джоел Кастнер, інший член команди з Рочестерського технологічного інституту в Нью-Йорку. – Ми вважаємо, що весь той газ і пил, які ми бачимо, розкидані скрізь, повинні були походити від однієї зірки, але зірки-супутники викинули їх у дуже певних напрямках».

Перш ніж вмираюча зірка скине свої шари, команда припускає, що вона взаємодіяла з однією або навіть двома меншими зірками-компаньйонами. Під час цього інтимного «танцю» взаємодіючі зірки могли запустити двосторонні струмені , які з’явилися пізніше як приблизно парні виступи, які зараз спостерігаються на краях туманності.

«Це набагато більш гіпотетично, але якби два компаньйони взаємодіяли з вмираючою зіркою, вони б запустили струмені, що обрушуються, що могло б пояснити ці протилежні удари», — пояснив Де Марко.

Запорошений плащ навколо вмираючої зірки вказує на ці взаємодії.

Де тепер ті товариші? Вони або достатньо тьмяні, щоб сховатися, замасковані яскравим світлом двох центральних зірок, або злилися з вмираючою зіркою.

Складні форми туманності

Складні форми туманності Південне Кільце є ще одним доказом наявності додаткових невидимих ​​супутників – її викиди тонші в одних областях і товщі в інших. Третя зірка, яка тісно взаємодіє, могла сколихнути струмені, спотворюючи рівномірно збалансовані викиди, як спінінг-арт. Крім того, четверта зірка з дещо ширшою орбітою також могла «перемішувати горщик» викидів, як лопатка, що проходить через тісто в одному і тому ж напрямку щоразу, створюючи величезний набір кілець у зовнішніх межах туманності.

Ілюстрація з шести панелей зображує взаємодію між п’ятьма зірками, які, можливо, допомогли створити форми туманності Південне Кільце.

А як щодо дуже яскравої синьо-білої зірки на зображеннях Вебба? Подумайте про п’яту зірку як про найвідповідальнішого гостя вечірки, який продовжує обертатися навколо вмираючої зірки повільно, передбачувано та спокійно.