В знаменитой туманности нашли гигантское космическое кладбище

Представьте себе облако, состоящее не из водяного пара или пыли, а почти целиком из железа. Звучит как научная фантастика, но теперь астрономы идентифицировали именно такой объект в одной из самых известных планетарных туманностей на небе. Внутри туманности Кольцо находится узкая светящаяся структура, состоящая из ионизированных атомов железа, которая веками ускользала от ученых, несмотря на то, что этот объект является одним из наиболее изученных останков умирающей звезды, пишет он. Интересная инженерия.

Гибель планеты выявилось по обилию железа

Это вытянутое стержнеобразное облако, простирающееся на расстояние примерно в 500 раз больше орбиты Плутона и содержащее количество железа, сравнимое с массой планеты Марс. Она расположена точно внутри внутреннего эллиптического кольца туманности и не имеет очевидного аналога на изображениях на других длинах волн. Именно это делает его крайне странным объектом, не укладывающимся в привычные модели эволюции планетарных туманностей.

Туманность Кольцо — это остаток звезды, похожей на Солнце, которая в конце своей жизни сбросила внешние слои газа. Сегодня мы видим эти слои как мягко светящуюся оболочку, освещенную горячим белым карликом в центре. С 1779 года, когда астрономы начали систематически наблюдать ее, она прошла через руки самых мощных телескопов мира, в том числе Джеймса Уэбба. Тем не менее, железная конструкция появилась только сейчас, и причина чисто техническая. Большинство старых наблюдений рассматривали только выбранные длины волн или небольшие части объекта.

Поворотным моментом стало размещение нового инструмента WEAVE на четырех полных двух десятых метра Большого телескопа Уильяма Гершеля на Канарских островах. Этот спектрограф использует сотни оптических волокон для одновременного сбора света со всей туманности. В результате получается не просто изображение, а подробная карта спектра для каждой точки объекта. Благодаря этому учёные могут точно определять химический состав газа на разных участках и отслеживать, какие элементы где светятся.

Когда исследователи проанализировали спектральные данные и создали изображения отдельных химических элементов, железо буквально выскочило из данных. В центре туманности появилась яркая узкая линия, ярко светящаяся в спектральных линиях ионизированного железа. Столь высокая концентрация тяжелого элемента в четко выраженной структуре крайне необычна для планетарных туманностей. Железо имеет тенденцию связываться с частицами пыли и часто значительно обедняется газом. При этом, однако, даже неясно, в какой степени железо в стержне находится в газообразном виде, а в какой — в твердой фазе.

Процесс пока неизвестен

Вопрос о происхождении этого железного слитка пока не имеет однозначного ответа. Одна из возможностей заключается в том, что это след ранее неизвестной фазы потери массы умирающей звезды. В последние тысячи лет жизни звезды могут появиться асимметричные джеты и структуры, которые сегодняшние модели пока не могут точно описать. Такая фаза могла бы привести к накоплению более тяжелых элементов в узкой области вблизи центра туманности.

В действии еще более провокационная гипотеза с идеей уничтоженной планеты. Когда в конце своей жизни звезда превращается в красного гиганта, ее атмосфера может поглотить внутренние скалистые планеты. Экстремальные температуры раздавят и испарит их, а железо из их ядер потенциально рассеется в окружающую среду в виде горячей плазмы. Если бы этот процесс происходил асимметрично, результатом могла бы стать изогнутая или вытянутая богатая железом структура, подобная той, которую мы наблюдаем сегодня.

Проблема остается в том, что мы пока не знаем, является ли железный стержень химически чистым или же он содержит и другие элементы, типичные для планетарной коры, такие как кремний или магний. Без этой информации сложно решить, является ли это продуктом звездной физики или настоящим кладбищем бывшей планеты. Поэтому ученые планируют дальнейшие наблюдения с более высоким спектральным разрешением, которое позволит различать даже очень слабые сигналы от разных атомов.

В ближайшие годы инструмент WEAVE составит карту сотен ионизированных туманностей по всему Млечному Пути. Вполне возможно, что подобные железные конструкции скрываются где-то еще, и до сих пор у нас просто не было инструментов, чтобы их обнаружить. В случае подтверждения нам придется пересмотреть не только детали гибели солнцеподобных звезд, но и судьбы планет, оказавшихся слишком близко к своему умирающему родителю.

Читайте больше из категории: Новости