Mgławica Ślimak pokazuje, co dzieje się z materią gwiazdy
Zespół badawczy kierowany przez Pietera van Dokkuma z Uniwersytetu Yale zaobserwował proces określany jako kosmiczny recykling. Polega on na stopniowym rozpadzie materii wyrzuconej przez umierającą gwiazdę i jej przedostawaniu się do przestrzeni międzygwiazdowej. Obserwacje przeprowadzono w Mgławicy Ślimak, znanej mgławicy planetarnej położonej około 650 lat świetlnych od Ziemi. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Nature”.
Astronomowie wskazują, że zarejestrowany materiał został wyrzucony przez gwiazdę u kresu jej życia, a następnie zaczął się rozpadać i powracać do galaktyki. Do tej pory bezpośrednie zaobserwowanie przejścia od wyraźnie rozpoznawalnych pozostałości gwiazdy do rozproszonego gazu międzygwiazdowego było bardzo trudne. W odległej przyszłości taki sam proces obejmie także Słońce, którego materia stanie się elementem tego cyklu.
Nowe obserwacje MOTHRA ujawniły dotąd niewidoczne struktury
Odkrycie nastąpiło przypadkiem. Mgławicę Ślimak wybrano jako odpowiedni obiekt do kalibracji nowego teleskopu MOTHRA. Instrument zestawia obrazy pochodzące z setek teleobiektywów, umożliwiając wykrywanie i badanie rozproszonego, zjonizowanego gazu znajdującego się między galaktykami. MOTHRA (Modular Optical Telephoto Hyperspectral Robotic Array) powstaje w obserwatorium El Sauce w dolinie Rio Hurtado w Chile. Po zakończeniu budowy urządzenie ma składać się z 1140 teleobiektywów.
Podczas obserwacji naukowcy zarejestrowali nietypową sieć struktur przypominających łuki. Na tej podstawie uznali, że słabo świecące zewnętrzne obszary Mgławicy Ślimak pokazują zjawisko, którego wcześniej nie udało się dostrzec.
W centrum Mgławicy Ślimak znajduje się biały karzeł, a wokół niego widoczny jest jasny pierścień zbudowany z materii wyrzuconej przez gwiazdę pod koniec jej życia. Nowe obrazy obejmują obszar położony znacznie dalej niż ten wewnętrzny pierścień i sięgają do bardzo słabego zewnętrznego halo. Po wschodniej stronie tego obszaru badacze zidentyfikowali 22 pełne lub częściowe „łuki uderzeniowe” („bow shocks”).
Łuki pokazują rozpad materii wyrzuconej przez gwiazdę
Badacze opisują „łuk uderzeniowy” jako strukturę przypominającą falę tworzącą się przed poruszającą się po wodzie łodzią. W Mgławicy Ślimak niemal niewidoczne skupiska materii pochodzącej od gwiazdy przemieszczają się z dużą prędkością przez rozrzedzony gaz. Ich zderzenia prowadzą do powstawania świecących łuków.
Rozmiar i wygląd „łuków” zmieniają się wraz ze zwiększaniem odległości od centralnej gwiazdy. Struktury położone bliżej niej są większe, cienkie i mają wyraźne krawędzie. Te znajdujące się dalej są mniejsze, mniej wyraźne i rozpadają się na drobniejsze części.
Według naukowców obserwowane różnice wskazują, że skupiska materii stopniowo tracą spójność podczas ruchu przez gaz. Badacze oceniają, że pojedynczy fragment pozostaje zwarty przez około 10 tysięcy lat od chwili wystawienia go na działanie otoczenia. Następnie znaczna część jego materii ulega rozproszeniu i miesza się z przestrzenią międzygwiazdową.
Mariusz Drzewiecki
