Osobliwe struktury w Mgławicy Saturn

Spektakularna mgławica planetarna NGC 7009 znana także jako Mgławica Saturna wynurza się z ciemności niczym seria nieregularnych bąbli, rozświetlona w różnych odcieniach różu i błękitu. Powyższe kolorowe zdjęcie zostało wykonane za pomocą instrumentu MUSE zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w ramach badań, których celem było tworzenie map pyłu w mgławicy planetarnej. Mapa – odsłaniająca przed nami bogactwo delikatnych struktur pyłowych takich jak warstwy, halo czy osobliwe fale – pomoże astronomom zrozumieć w jaki sposób mgławice planetarne otrzymują swoje nietypowe kształty i symetrie.

Mgławica Saturna znajduje się 5000 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Wodnika. Jej nazwa pochodzi od jej nietypowego kształtu, który przypomina Saturna wraz z jego pierścieniami.

Jednak – o ironio – mgławice planetarne nie mają nic wspólnego z planetami. Pierwotnie Mgławica Saturna była małomasywną gwiazdą, która przeszła w stadium czerwonego olbrzyma pod koniec swojego życia i stopniowo zaczęła odrzucać swoje zewnętrzne warstwy. Materia tworząca te warstwy wywiewana była przez silne wiatry gwiezdne i energetyzowana przez promieniowanie ultrafioletowe pochodzące z pozostałego gorącego jądra dawnej gwiazdy tworząc w ten sposób okołogwiezdną mgławicę pyłu i jasno zabarwionego gorącego gazu. W centrum Mgławicy Saturna znajduje się pozostałość po gwieździe, widoczna na tym zdjęciu, która właśnie przechodzi w stadium białego karła.

Aby lepiej zrozumieć w jaki sposób mgławice planetarne otrzymują takie nietypowe kształty międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez Jeremiego Walsha z ESO wykorzystał instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) do zajrzenia do wnętrza pyłowych obłoków Mgławicy Saturna. MUSE to instrument zainstalowany na jednym z czterech teleskopów tworzących Bardzo Duży Teleskop w Obserwatorium Paranal w Chile. Jego moc wynika z faktu, że nie tworzy on tylko zdjęcia, ale zbiera dane o o widmie – palecie barw – promieniowania w każdym punkcie zdjęcia.

Badacze wykorzystali MUSE do stworzenia pierwszej szczegółowej optycznej mapy rozmieszczenia gazu i pyłu w mgławicy planetarnej. Powstałe w ten sposób zdjęcie Mgławicy Saturna odkrywa przed nami liczne delikatne struktury takie jak eliptyczną, wewnętrzną warstwę, zewnętrzną warstwę i halo. Oprócz tego na zdjęciach widać już wcześniej fotografowane strumienie rozciągające się od jednego do drugiego końca mgławicy wzdłuż jej półosi wielkiej, a kończące się jasnymi „uchwytami”.

Co ciekawe badacze odkryli także falistą strukturę pyłu, która jak na razie pozostaje niewyjaśniona. Pył wypełnia całą mgławicę, jednak jego ilość znacząco spada na krawędzi wewnętrznej warstwy gdzie wydaje się, że ulega on zniszczeniu. Istnieje kilka potencjalnych mechanizmów, które mogłyby tłumaczyć to zniszczenie. Wewnętrzna otoczka jest zasadniczo rozszerzającą się falą uderzeniową, zatem może ona uderzać w ziarna pyłu niszcząc je przy tym lub ogrzewając je do momentu, w którym wyparowuje.

Zdjęcie z przeglądu nieba SDSS przedstawiające otoczenie Mgławicy Saturna

Tworzenie map struktur gazowych i pyłowych w mgławicach planetarnych pomoże nam lepiej zrozumieć ich rolę w życiu i śmierci małomasywnych gwiazd, a jednocześnie dzięki nim lepiej poznamy procesy stojące za nietypowymi kształtami tych obiektów.

Źródło: ESO