Песочные часы: «Уэбб» раскрыл секреты загадочных колец планетарной туманности
Планетарная туманность NGC 1514, которую порой называют «Хрустальным шаром», находится в 1500 световых годах от Земли и привлекает внимание астрономов по всему миру двумя своими светящимися кольцами: они почти симметричны и видны только в инфракрасном диапазоне. Современные телескопы делали снимки этого уникального объекта множество раз, однако новые наблюдения «Уэбба» позволяют более детально взглянуть на «Хрустальный шар» и объяснить его природу.
Планетарная туманность NGC 1514 была открыта в 1790 году астрономом Уильямом Гершелем, и в то время она выглядела совсем иначе, чем другие ее «коллеги по цеху». До обнаружения NGC 1514 считалось, что туманности представляют собой скопления звезд, которые невозможно различить. Но «Хрустальный шар» бросил вызов этому пониманию — описывая NGC 1514, Гершель заявил, что это одинокая звезда, «окруженная слабо светящейся атмосферой».
В современную эпоху детальное исследование этой туманности осуществил космический телескоп WISE — именно он разглядел пару ярких колец вокруг уникального объекта. Как выяснили ученые, эти структуры осесимметричны и скрываются внутри его тусклой внешней оболочки. В новом же исследовании задействовался другой телескоп — «Джеймс Уэбб», а точнее такие его приборы, как камера MIRI и спектрометр среднего разрешения. Наблюдения показали, что кольца не только четко различимы и относительно обособленны, но еще и испещрены нитевидными и комковатыми деталями по всей поверхности.
Впрочем, некоторые детали об этом объекте ученым были известны и до «Уэбба», например то, что в центре туманности NGC 1514 расположена пара двойных звезд. На снимках они выглядят как одно фиолетовое светило с яркими дифракционными пиками. Два кольца образовались из-за старения одной звезды, которая изначально по массе превосходила Солнце в несколько раз, но затем превратилась в красного гиганта и сбросила внешнюю оболочку — именно так образовалась туманность. Слои газа и пыли этот гигант сбрасывал в виде очень медленного и плотного звездного ветра. Сейчас же эта звезда является белым карликом, а вторая же — светилом-гигантом.
Между тем новые наблюдения «Уэбба» позволили установить, что происходило с туманностью за последние 4000 лет. Как подчеркнул руководитель проекта MIRI и ведущий автор научной работы Майкл Ресслер, до недавнего времени исследователям не удавалось наблюдать NGC 1514 так четко, но теперь у них есть возможность всесторонне изучить ее «турбулентную природу».
Отмечается, что туманность на самом деле имеет форму песочных часов. В верхнем левом и нижнем правом углу можно увидеть нечто похожее на «талию» — здесь пыль оранжевого цвета оседает в неглубокие V-образные формы.
«Когда звезда находилась на пике потери вещества, звезда-компаньон могла оказаться очень, очень близко. Такое взаимодействие могло привести к неожиданным формам, и вместо сферы образовать как раз такие кольца», — объяснил старший научный сотрудник Института астрофизики на Канарских островах Дэвид Джонс, который в 2017 году доказал, что в центре туманности находится двойная звездная система.
Судя по снимкам «Уэбба», внутри колец есть похожий на облако материал, а сразу за их пределами — слабые структуры, похожие на выбросы. Сами кольца довольно яркие, но это обусловлено вовсе не линейным излучением атомарного водорода, полициклических ароматических углеводородов или ионизированного молекулярного водорода — все дело в тепловом излучении пылевых частиц. По словам ученых, линейное излучение составляет всего лишь около 1,5% от общего потока, что довольно необычно для планетарных туманностей.
Это означает, что кольца NGC 1514 состоят не из материала, который был возмущен столкновением с межзвездной средой — в них преобладают выбросы пыли. Как полагает Ресслер и его коллеги, туманность «Хрустальный шар» скорее всего сформировалась под воздействием сильных ветров от главной звезды.
Впрочем, как именно образовались кольца — пока неизвестно. Одно из предположений состоит в том, что интенсивная потеря массы звездой могла сформировать плотные области, которые стали источником материала для колец, а затем сильные потоки ветра «пробили» полости вдоль полюсов. Однако наблюдения не подтверждают этот сценарий. Исследователи надеются, что вскрыть новые детали о туманности и ее кольцах поможет изучение других похожих объектов.
Ранее другой известный космический телескоп «Хаббл» подарил всем любителям космоса возможность пронаблюдать настоящую катастрофу — агонию звезды в созвездии Лебедя. Событие происходит прямо сейчас на расстоянии 4600 световых лет от нас.
