Новые данные телескопа WEAVE выявили железный «брус» массой с Марс, скрытый внутри одной из самых известных планетарных туманностей неба
Туманности — одни из самых зрелищных и одновременно научно ценных структур во Вселенной. Эти гигантские облака газа и пыли могут быть как «родильными домами» для звёзд, так и их «кладбищами» — в зависимости от типа и стадии эволюции. Эмиссионные туманности светятся благодаря тому, что новорождённые звёзды ионизируют окружающий газ, тогда как остатки сверхновых фиксируют взрывную гибель массивных светил.
Будем рады если вы подпишитесь на наш телеграм канал
Планетарные туманности, несмотря на вводящее в заблуждение название, представляют собой финальную стадию эволюции звёзд, подобных Солнцу. Они дают астрономам редкую возможность наблюдать, как звёздное вещество возвращается обратно в межзвёздную среду. Поскольку многие туманности наблюдаются уже несколько столетий, их часто считают хорошо изученными объектами. Однако современные инструменты продолжают показывать, что даже самые знакомые небесные ориентиры могут скрывать неожиданную сложность.
Туманность Кольцо: знакомая икона с скрытой глубиной
Туманность Кольцо, также известная как Messier 57 или M57, — одна из самых узнаваемых планетарных туманностей на ночном небе. Она расположена примерно в 2000 световых лет от Земли в созвездии Лиры и была впервые каталогизирована в 1779 году Шарлем Мессье. В небольшие телескопы она выглядит как светящееся кольцо; более мощные инструменты раскрывают сложную, многослойную овальную оболочку светящегося газа, окружающую тусклую центральную звезду.
Эта туманность — остаток звезды, по массе близкой к нашему Солнцу. После исчерпания ядерного топлива звезда сбросила внешние слои, оставив после себя плотное ядро размером с Землю — так называемый белый карлик. Ультрафиолетовое излучение этого остатка заставляет выброшенный газ светиться на разных длинах волн. На протяжении десятилетий Туманность Кольцо служила хрестоматийным примером поздних стадий звёздной эволюции. Однако теперь этот статус оказался под вопросом из-за неожиданного открытия.
Появление загадочного железного «бруса»
Астрономы обнаружили неожиданную вытянутую структуру, состоящую преимущественно из атомов железа, встроенную во внутреннюю область Туманности Кольцо. Этот «брус» из железо-богатой плазмы был выявлен исследовательской группой с помощью William Herschel Telescope (WHT), расположенного в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на острове Ла-Пальма (Испания). Прорыв стал возможен благодаря новому спектроскопическому инструменту WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer).
Железный брус находится внутри внутренней оболочки туманности и простирается на расстояние, примерно в тысячу раз превышающее расстояние между Плутоном и Солнцем. Ещё более поразительна его оценочная масса — она сопоставима с массой Марса. Вытянутая геометрия и химический состав этой структуры не имеют аналогов среди ранее известных особенностей данного объекта.
Почему железо здесь — большая неожиданность
Железо не является характерным компонентом планетарных туманностей. Обычно они богаты более лёгкими элементами — водородом, гелием, кислородом, азотом и неоном, которые образуются в ходе звёздного нуклеосинтеза и выбрасываются при потере массы. Железо же, напротив, склонно конденсироваться в пылевые зёрна или оставаться связанным в планетных телах, а не существовать в виде протяжённой газовой структуры.
Поэтому обнаружение железа в столь упорядоченной, брусообразной конфигурации ставит фундаментальные вопросы о том, как это вещество сформировалось и почему оно не рассеялось со временем. Его присутствие указывает на процессы, выходящие за рамки стандартных моделей формирования планетарных туманностей.
Конкурирующие гипотезы происхождения железной структуры
Одно из возможных объяснений связывает железный брус с асимметриями в процессе выброса внешних слоёв умирающей звезды. Звёздные ветры не всегда бывают однородными, а взаимодействие с магнитными полями или двойными компаньонами может формировать сложные структуры из выброшенного вещества. При определённых условиях железо-богатый материал мог быть направлен в ограниченную область, вместо того чтобы равномерно распределиться по всей туманности.
Более спекулятивная, но весьма интригующая гипотеза предполагает разрушение каменистой планеты, обращавшейся вокруг звезды. Когда звезда расширялась, превращаясь в красный гигант, мощное излучение и приливные силы могли испарить близко расположенную планету, высвободив железо и другие тяжёлые элементы. Образовавшиеся обломки затем могли быть «вылеплены» в наблюдаемую форму под действием звёздного ветра и давления излучения.
Что дальше будут делать астрономы
Чтобы определить, какой из этих сценариев — если вообще какой-то из них — верен, исследовательская группа планирует последующие наблюдения с использованием режима LIFU инструмента WEAVE, обеспечивающего более высокое пространственное разрешение. Эти исследования будут направлены на более детальное картирование распределения железа и поиск аналогичных структур в других планетарных туманностях. Если железные брусы или схожие образования будут обнаружены и в других объектах, это может указывать на ранее не распознанную фазу эволюции туманностей или служить косвенным свидетельством существования планетных систем, которые могут выживать — а иногда и погибать — вместе со своими звёздами.
Напоминание о сложности космоса
Открытие массивного железного бруса внутри одной из самых изученных туманностей на небе подчёркивает повторяющийся мотив астрономии: знакомство не гарантирует полноты знаний. Каждый технологический скачок раскрывает новые уровни сложности, ставит под сомнение прежние представления и уточняет наше понимание того, как звёзды и планеты рождаются и умирают.
По мере того как Туманность Кольцо продолжает раскрывать свои тайны, она служит мощным напоминанием о том, что Вселенная всё ещё полна сюрпризов — даже в тех местах, которые, как нам казалось, мы знаем лучше всего.
Будем рады если вы подпишитесь на наш телеграм канал