Завдяки можливостям космічного телескопа James Webb (JWST) астрономи зуміли зазирнути в серце планетарної туманності Метелик і побачити її раніше невідомі деталі.
Планетарні туманності — це одні з найкрасивіших і при цьому швидкоплинних космічних явищ. Вони утворюються у фіналі життєвого циклу зір із масою від 0,8 до 8 сонячних, коли вони перетворюються на червоних гігантів, після чого викидають у навколишній простір зовнішні шари своєї атмосфери. Фаза планетарної туманності вкрай швидкоплинна за астрономічними мірками й триває всього близько 20 000 років.
Туманність NGC 6302, завдяки своїй характерній формі, також відома як туманність Метелик, розташована на відстані близько 3400 світлових років у сузір’ї Скорпіона. Вона є однією з найбільш вивчених планетарних туманностей. У минулому її неодноразово фотографували як наземні обсерваторії, так і телескоп Hubble. Тепер до них приєднався James Webb.
NGC 6302 є біполярною туманністю, тобто має дві лопаті, які розходяться в протилежних напрямках, утворюючи «крила» метелика. Темна смуга пилового газу являє собою «тіло» метелика. Ця смуга насправді являє собою тороїдальну форму, яку ми бачимо збоку. Вона приховує центральну зорю туманності — оголене ядро, яке живить її енергією і змушує світитися. Саме пилова тороїдальна форма, можливо, відповідальна за характерну форму туманності, оскільки вона не дає газу витікати із зорі рівномірно в усіх напрямках.
Завдяки тому, що JWST веде спостереження в інфрачервоному діапазоні, йому вдалося проникнути крізь пилову завісу і визначити точне місце розташування зоряного ядра, яке раніше залишалося невідомим. Його температура становить 220 000°C, що робить його одним із найгарячіших відомих нам подібних об’єктів.
Саме цей «зоряний двигун» відповідальний за те, що ми можемо спостерігати туманність Метелика. Коли ядро охолоне, вона перестане бути видимою. При цьому частина зоряного випромінювання блокується пиловим тором, що оточує його. Дані JWST показують, що він складається з кристалічних силікатів, таких як кварц, а також з нерегулярних за формою пилових зерен. Розміри пилових зерен становлять близько мільйонної частини метра, що багато для космічного пилу. Це вказує на те, що вони росли впродовж тривалого часу.
За межами тора випромінювання різних атомів і молекул набуває багатошарової структури. Іони, для утворення яких потрібна найбільша кількість енергії, сконцентровані близько до центру, а ті, яким потрібно менше енергії, розташовані далі від центральної зорі. Особливий інтерес представляють залізо і нікель, які утворюють пару струменів, що вириваються із зорі у протилежних напрямках. У майбутньому ці елементи розсіються космосом і увійдуть до складу наступного покоління світил та їхніх планет.
Астрономи також виявили світло, що випромінюється вуглецевими молекулами, відомими як поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ). Вони утворюють пласкі кільцеподібні структури, дуже схожі на стільники у вуликах. На Землі вони зустрічаються у димі від вогнищ, вихлопних газах автомобілів або, скажімо, підгорілому тості. З огляду на розташування ПАУ, дослідницька група припускає, що ці молекули утворюються, коли «бульбашка» вітру від центральної зорі вривається в газ, який її оточує. Це може бути першим в історії доказом утворення ПАУ в багатій киснем планетарній туманності, що дає важливу інформацію про деталі утворення цих молекул.
За матеріалами Esawebb
