Благодаря возможностям космического телескопа James Webb (JWST) астрономы сумели заглянуть в сердце планетарной туманности Бабочка и увидеть ее ранее неизвестные детали.
Планетарные туманности — это одни из самых красивых и при этом скоротечных космических явлений. Они образуются в финале жизненного цикла звезд с массой от 0,8 до 8 солнечных, когда они превращаются в красных гигантов, после чего выбрасывают в окружающее пространство внешние слои своей атмосферы. Фаза планетарной туманности крайне скоротечна по астрономическим меркам и длится всего около 20 000 лет.
Туманность NGC 6302, благодаря своей характерной форме, также известная как туманность Бабочка, расположена на расстоянии около 3400 световых лет в созвездии Скорпиона. Она является одной из наиболее изученных планетарных туманностей. В прошлом ее неоднократно фотографировали как наземные обсерватории, так и телескоп Hubble. Теперь к ним присоединился James Webb.
NGC 6302 является биполярной туманностью, то есть имеет две лопасти, которые расходятся в противоположных направлениях, образуя «крылья» бабочки. Темная полоса пылевого газа представляет собой «тело» бабочки. Эта полоса на самом деле представляет собой тороидальную форму, которую мы видим сбоку. Она скрывает центральную звезду туманности — обнажившееся ядро, которое питает ее энергией и заставляет светиться. Именно пылевая тороидальная форма, возможно, ответственна за характерную форму туманности, поскольку она не дает газу вытекать из звезды равномерно во всех направлениях.
Благодаря тому, что JWST ведет наблюдения в инфракрасном диапазоне, ему удалось проникнуть сквозь пылевую завесу и определить точное местоположение звездного ядра, которое ранее оставалось неизвестным. Его температура составляет 220 000°C, что делает его одним из самых горячих известных нам подобных объектов.
Именно этот «звездный двигатель» ответственен за то, что мы можем наблюдать туманность Бабочки. Когда ядро остынет, она перестанет быть видимой. При этом часть звездного излучения блокируется окружающим его пылевым тором. Данные JWST показывают, что он состоит из кристаллических силикатов, таких как кварц, а также из нерегулярных по форме пылевых зерен. Размеры пылевых зерен составляют порядка миллионной доли метра, что много для космической пыли. Это указывает на то, что они росли в течение длительного времени.
За пределами тора излучение различных атомов и молекул приобретает многослойную структуру. Ионы, для образования которых требуется наибольшее количество энергии, сконцентрированы близко к центру, а те, которым нужно меньше энергии, находятся дальше от центральной звезды. Особый интерес представляют железо и никель, которые образуют пару струй, вырывающихся из звезды в противоположных направлениях. В будущем эти элементы рассеются по космосу и войдут в состав следующего поколения светил и их планет.
Астрономы также обнаружили свет, излучаемый углеродными молекулами, известными как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Они образуют плоские кольцеобразные структуры, очень похожие на соты в ульях. На Земле они встречаются в дыме от костров, выхлопных газах автомобилей или, скажем, подгорелом тосте. Учитывая расположение ПАУ, исследовательская группа предполагает, что эти молекулы образуются, когда «пузырь» ветра от центральной звезды врывается в окружающий ее газ. Это может быть первым в истории доказательством образования ПАУ в богатой кислородом планетарной туманности, что дает важную информацию о деталях образования этих молекул.
По материалам Esawebb
