“Космічна кульбаба”: Таємничу 900-річну туманність нанесли на карту в приголомшливих деталях

Десь у глибокому космосі росте прекрасний космічний бур’ян, який розкидає метафоричний пилок із серцевини з неймовірною швидкістю. Майже 900 років потужний космічний вибух, що спричинив цвітіння цього бур’яну, залишався загадкою. Тепер найсучасніший телескоп дає нам змогу якнайкраще розгледіти результати.

Бур’ян насправді є туманністю, названою туманністю Па 30, і його форма має деякі ексцентриситети. У 2023 році астрономи з Дартмутського коледжу та Університету штату Луїзіана описали речовину, що вилетіла від вибуху, як таку, що злипається у нитки, які проростають з центру, наче пуп’янок кульбаби. Продовжуючи це дослідження, інші астрономи вперше нанесли ці нитки на карту.

Інтерес людства до цієї туманності простежується з 1181 року

Тоді астрономи Японії та Китаю зафіксували появу нової зірки. Через шість місяців вона зникла, але не була забута. У 2013 році астроном-любитель на ім’я Дана Патчік переглядав зображення, зроблені ширококутним інфрачервоним космічним телескопом НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer, який зараз виведений з експлуатації. Він ідентифікував туманність в області космосу, де могла перебувати зірка, на відстані 7 500 світлових років від Землі, в сузір’ї Кассіопеї. Протягом наступного десятиліття астрономи дійшли висновку, що туманність Pa 30, ймовірно, є залишками наднової, яку стародавні астрономи спостерігали багато років тому.

Народження тупанності Па 30

Туманності – це часто гігантські скупчення матерії, наприклад, іонізованого газу та космічного пилу, які яскраво вітяться. Але не всі туманності однакові. Деякі з них складаються із залишків зірок, які гинуть під час потужних вибухів. Саме так сталося у випадку туманності Па 30, і деякі результати дослідження є унікальними серед відомих туманностей. В її ядрі збереглися залишки зорі, яка її народила, з температурою поверхні 360 000 градусів за Фаренгейтом (200 000 за Цельсієм). Для порівняння, наше Сонце має температуру поверхні близько 10 000 градусів за Фаренгейтом (5500 за Цельсієм).

“Ми виявили, що матеріал у нитках розширюється балістично, – сказав Тім Каннінгем, науковий співробітник НАСА в Гарвардському і Смітсонівському центрах астрофізики, – це означає, що він не сповільнився і не прискорився з моменту вибуху. “Це означає, що матеріал не сповільнився і не прискорився після вибуху. За виміряними швидкостями, озираючись назад у часі, можна точно визначити, що вибух стався майже в 1181 році”.

Туманність має дивну форму

Каннінгем і його колеги хотіли отримати краще уявлення про форму цих ниток. Вони звернулися до пристрою на Гаваях під назвою Keck Cosmic Web Imager (KCWI), який виявляє світло у видимому спектрі. Різні кольори рухаються з різною кількістю енергії. Наприклад, синій колір має відносно високий рівень енергії порівняно з червоним. Різниця в енергії дозволила астрономам визначити, яка речовина рухається в напрямку Землі, а яка віддаляється. Результатом стала 3D-карта ниток туманності. Форма асиметрична, що натякає на те, що початковий вибух також був асиметричним. Між залишком зорі в центрі та нитками є дивна порожнина небуття шириною до 3 світлових років, яка, ймовірно, є результатом вибуху, що знищив усю матерію, яка була надто близько до центру туманності.

“Стандартне зображення залишку наднової було б схоже на статичну фотографію феєрверку”, – сказав Крістофер Мартін, професор фізики в Каліфорнійському технологічному інституті, який працював над дослідженням, опублікованим в журналі The Astrophysical Journal Letters. KCWI дає нам щось більше схоже на “кіно”, оскільки ми можемо виміряти рух вугілля вибуху, коли воно розлітається від центрального вибуху”.

Чому ця туманність набула такої форми?

Каннінгем вважає, що це могло статися через те, що ударна хвиля сконденсувала пил, який рухався зі швидкістю, у пучки, але нічого не можна сказати напевно. Навіть через майже тисячоліття деякі таємниці продовжують зберігатися.