Учёные, используя космический телескоп Джеймса Уэбба, обнаружили новые данные, которые помогают понять, как формируются планеты, подобные Земле. Эти сведения были найдены в сердце впечатляющей «космической бабочки».
Космическая пыль — ключ к разгадке
Крошечные частицы минералов и органических материалов, которые могут быть связаны с происхождением жизни, были изучены в центре туманности Бабочка (Butterfly Nebula, NGC 6302), расположенной примерно в 3 400 световых годах от нас в созвездии Скорпиона.
Туманность Бабочка — это планетарная туманность с двумя лопастями, которые распространяются в противоположных направлениях, образуя «крылья» бабочки. Плотная полоса пыльного газа изображает «тело» насекомого. Эта полоса на самом деле представляет собой тор в форме пончика, который мы видим сбоку, скрывающий центральную звезду туманности — древнее ядро звезды, похожей на Солнце, которая питает туманность и заставляет её светиться.
Открытие космической пыли
Наблюдения Уэбба позволили сделать множество новых открытий, которые рисуют ранее невиданный портрет динамичной и структурированной планетарной туманности.
Большинство космической пыли имеет аморфную, или случайно ориентированную, атомную структуру, как сажа. Но некоторые из них образуют красивые кристаллические формы, больше похожие на крошечные драгоценные камни.
«В течение многих лет учёные обсуждали, как космическая пыль образуется в космосе. Но теперь, с помощью мощного космического телескопа Джеймса Уэбба, у нас может наконец появиться более чёткая картина», — сказала ведущий исследователь доктор Микако Мацуура из Кардиффского университета.
«Мы смогли увидеть как холодные драгоценные камни, сформированные в спокойных, длительных зонах, так и огненную грязь, созданную в бурных, быстро движущихся частях космоса — и всё это в пределах одного объекта».
Звёздный двигатель и его влияние
Центральная звезда туманности Бабочка — одна из самых горячих известных центральных звёзд в планетарной туманности нашей галактики, с температурой 220 000 Кельвин. Этот пылающий звёздный двигатель отвечает за великолепное свечение туманности, но его полная мощность может быть направлена плотным слоем пыльного газа, который его окружает: тором.
Новые данные Уэбба показывают, что тор состоит из кристаллических силикатов, таких как кварц, а также из пылинок неправильной формы. Размер пылевых зёрен составляет порядка миллиона долей метра — это довольно большие размеры для космической пыли, что указывает на их длительное формирование.
За пределами тора излучение от различных атомов и молекул приобретает многослойную структуру. Ионы, для формирования которых требуется наибольшее количество энергии, концентрируются вблизи центра, а те, которым требуется меньше энергии, находятся дальше от центральной звезды.
Железо и никель особенно интересны: они прослеживаются в паре струй, которые вырываются из звезды в противоположных направлениях.
Интересно, что команда также обнаружила свет, излучаемый молекулами на основе углерода, известными как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Они образуют плоские кольцевые структуры, очень похожие на соты, найденные в ульях.
На Земле мы часто находим ПАУ в дыме от костров, автомобильных выхлопах или на сожжённом тосте.
Учитывая расположение ПАУ, исследовательская группа предполагает, что эти молекулы образуются, когда «пузырь» ветра от центральной звезды прорывается в газ, который её окружает.
Это может быть первое свидетельство образования ПАУ в богатой кислородом планетарной туманности, что даёт важное представление о деталях формирования этих молекул.
Планетарные туманности: красота и загадка
Планетарные туманности — одни из самых красивых и неуловимых объектов в «космическом зоопарке». Они образуются, когда звёзды с массой от 0,8 до восьми раз превышающей массу Солнца, теряют большую часть своей массы в конце жизни. Фаза планетарной туманности длится всего около 20 000 лет.
Несмотря на название, планетарные туманности не имеют отношения к планетам: путаница с названиями началась несколько сотен лет назад, когда астрономы сообщили, что эти туманности выглядят круглыми, как планеты.
Название прижилось, хотя многие планетарные туманности вовсе не круглые — и туманность Бабочка является ярким примером фантастических форм, которые могут принимать эти туманности.
Туманность Бабочка была ранее сфотографирована космическим телескопом Хаббла.