Космический телескоп «Джеймс Уэбб» предоставил беспрецедентные данные, которые проливают свет на природу загадочных инфракрасных колец, окружающих планетарную туманность NGC 1514. Благодаря уникальным возможностям своего инструмента MIRI, работающего в среднем инфракрасном диапазоне, обсерватория позволила детально изучить состав и структуру этих образований, которые долгое время оставались загадкой для астрономов.
Новые изображения демонстрируют, что кольца-близнецы, известные как R10, являются не размытыми образованиями, а четко очерченными элементами, интегрированными во внешнюю оболочку туманности. Анализ спектроскопических данных показал, что основным компонентом колец является космическая пыль, что указывает на их происхождение в результате динамического взаимодействия звездных ветров разной скорости, исходящих от центральной двойной звездной системы туманности.
Туманность «Хрустальный шар»: историческая загадка
Планетарные туманности, подобные NGC 1514, представляют собой конечный этап жизни звезд средней массы. Это газопылевые оболочки, сброшенные умирающими светилами, которые превращаются в белые карлики. Изучение таких объектов критически важно для понимания химической эволюции звезд и обогащения галактик тяжелыми элементами.
Туманность NGC 1514, открытая еще в XVIII веке Уильямом Гершелем, всегда привлекала внимание своим необычным видом. Астроном описал ее как «необычайный феномен», отметив звезду, окруженную туманным сиянием. Современная наука определяет эту туманность как крупный и морфологически сложный объект, расположенный в 1500 световых годах от Земли. Ее формирование связано с бинарной системой HD 281679, где горячий компаньон типа О ответственен за ионизацию и «подсветку» выброшенного вещества.
Изображение NGC 1514 в оптическом диапазоне длин волн
Особый интерес представляют два симметричных кольца (R10), видимые только в инфракрасном свете. Их диаметр составляет от 0.65 до 1.3 световых лет, и они почти полностью скрыты внутри внешней оболочки туманности, оставаясь невидимыми для оптических телескопов.
Обратите внимание: Началась интенсивная работа по строительству Лунного космического порта.
Исследование сложной структуры с помощью JWST
Чтобы разгадать тайну формирования этих колец, международная группа исследователей под руководством Майкла Э. Ресслера из JPL (NASA) провела целевые наблюдения на телескопе «Джеймс Уэбб». Ученые использовали как возможности формирования изображений с высоким разрешением, так и спектроскопию.
«Поэтому мы решили более детально изучить кольца NGC 1514 с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона на JWST, — пишут авторы исследования, — как с помощью съемки с высоким пространственным разрешением, так и с помощью спектроскопии среднего разрешения, где кольца наиболее заметны».
Данные «Уэбба» позволили выявить внутреннюю структуру колец, которая оказалась гораздо сложнее, чем предполагалось. Астрономы обнаружили сеть тонких нитевидных структур и комковатых областей. Кроме того, внутри каждого кольца был найден турбулентный, облакоподобный материал. Парадоксально, но несмотря на признаки внутренней турбуленции, общая форма колец остается четко выраженной и стабильной.
Наличие слабых выбросов материала сразу за границами колец навело ученых на мысль, что эти структуры сформировались на ранних этапах эволюции туманности. Сначала звезда сбрасывала вещество в медленном, интенсивном процессе потери массы. Позже этот медленный поток сменился быстрыми и асимметричными звездными ветрами, которые и придали кольцам их окончательную форму.
Происхождение пылевых колец
Ключевым открытием стала информация о составе колец. Спектроскопия MIRI подтвердила, что они в основном состоят из силикатной пыли. Примечательно, что в них практически отсутствуют типичные для планетарных туманностей компоненты: атомарный водород, запрещенные линии ионизированных элементов и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Это делает NGC 1514 исключительным объектом для изучения.
Измеренная температура пыли в кольцах относительно низкая — от 110 до 200 Кельвинов (-163 до -73 °C). Такие значения хорошо согласуются с теорией, согласно которой пыль конденсировалась из материала, медленно выброшенного звездой на этапе, предшествующем формированию быстрых ветров.
Исследователи предполагают следующий сценарий: умирающая звезда прошла фазу медленной, но массивной потери вещества. Этот материал сформировал протяженную оболочку. Затем включились высокоскоростные звездные ветра от горячего компаньона в двойной системе. Взаимодействие быстрых и медленных потоков привело к уплотнению вещества в определенных областях, создав наблюдаемые сегодня четкие пылевые кольца. Длительное и сложное взаимодействие различных фаз звездного ветра сделало NGC 1514 одной из самых морфологически сложных планетарных туманностей из известных.
Новое исследование значительно углубляет наше понимание процессов формирования планетарных туманностей. Однако вопросы остаются. Не до конца ясны точные механизмы, которые привели к такой идеальной симметрии колец, и какова их дальнейшая судьба в эволюции туманности. Ученые надеются, что будущие наблюдения «Джеймса Уэбба» и других обсерваторий помогут раскрыть полную картину динамики звездных ветров и их роли в создании космических шедевров, подобных «Хрустальному шару».
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.