Nowe zdjęcie Mgławicy Jajko z Hubble’a pokazuje spektakularne pierścienie pyłu i płaty gazu wokół umierającej gwiazdy – zapowiedź przyszłości Słońca.
Co nowego pokazuje Mgławica Jajko?
ESA i NASA zaprezentowały nowe, bardzo szczegółowe zdjęcie Mgławicy Jajko (Egg Nebula, CRL 2688), jednego z najciekawszych przykładów późnego etapu ewolucji gwiazdy podobnej do Słońca. Obiekt znajduje się w gwiazdozbiorze Łabędzia, w odległości około 1000 lat świetlnych od nas.
Na obrazie z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a widzimy jasne, przeciwległe płaty gazu oraz całą serię współśrodkowych pierścieni pyłu otaczających ukrytą centralną gwiazdę. To ślady kolejnych epizodów wyrzutu materii, do których dochodziło w ciągu zaledwie kilku tysięcy ostatnich lat. Mgławica Jajko znajduje się w krótkotrwałej fazie tzw. mgławicy protoplanetarnej – etapie pomiędzy czerwonym olbrzymem, a klasyczną mgławicą planetarną.
Jak gwiazda podobna do Słońca kończy życie?
Gwiazdy o masach zbliżonych do Słońca nie wybuchają jako supernowe. Po miliardach lat spokojnego świecenia ich jądro kurczy się i nagrzewa, a rozległe zewnętrzne warstwy są stopniowo odrzucane w przestrzeń – wtedy gwiazda staje się czerwonym olbrzymem. Gdy większość tej otoczki zostanie utracona, odsłonięte gorące jądro silnie świeci w ultrafiolecie, pobudzając otaczający gaz do świecenia – tak powstaje mgławica planetarna (mimo mylącej nazwy niezwiązana z planetami).
Mgławica Jajko ilustruje wcześniejszy epizod tej przemiany: wyrzucony gaz i pył świecą głównie dzięki odbiciu światła gwiazdy, a nie własnemu promieniowaniu. Ten etap jest bardzo krótki w skali kosmicznej – trwa tylko kilka tysięcy lat, w porównaniu z miliardami lat wcześniejszej ewolucji gwiazdy.
Ukryta gwiazda i jej kosmiczne reflektory
Na najnowszych zdjęciach Hubble’a centralna gwiazda jest głęboko schowana w gęstym dysku pyłowym i praktycznie niewidoczna w świetle widzialnym. Światło wydostaje się na zewnątrz głównie wzdłuż osi biegunowych, tworząc dwie przeciwległe wiązki, które oświetlają wcześniej wyrzucony materiał.
Wyraźnie widać dwie skale struktur: szybkie, stożkowate płaty gazu wyrzucanego wzdłuż osi obrotu oraz wolniejsze, niemal idealnie koncentryczne pierścienie pyłu otaczające całą mgławicę. Tak regularny układ sugeruje serię powtarzających się epizodów utraty masy, a nie pojedyncze, gwałtowne zdarzenie. Modele zakładają, że istotną rolę może tu odgrywać oddziaływanie grawitacyjne bliskiego towarzysza gwiazdowego, ukrytego we wspólnym dysku gazowo‑pyłowym.
Co wnosi nowe zdjęcie Hubble’a?
Mgławica Jajko była obserwowana przez Hubble’a już od lat 90. XX wieku, kolejnymi instrumentami – od WFPC2, przez ACS, po WFC3. Najnowsze przetworzenie danych z kamery WFC3, wykonanych w tych samych filtrach co wcześniejsze ujęcia, daje jak dotąd najostrzejszy widok całej struktury.
Porównując zdjęcia wykonane w odstępie kilkunastu–kilkudziesięciu lat, astronomowie mogą mierzyć tempo rozszerzania się poszczególnych pierścieni i płatów, a więc wyznaczać ich wiek i prędkości gazu. Takie filmy poklatkowe z archiwum Hubble’a pozwalają testować modele opisujące, jak gwiazdy w schyłkowej fazie życia odrzucają swoją materię i jak kształtuje się geometryczna złożoność mgławic planetarnych.
Związek z przyszłością Słońca
Choć Mgławica Jajko wygląda niezwykle egzotycznie, pokazuje los, który w odległej przyszłości czeka także nasze Słońce – za około 5 miliardów lat. Słońce również przejdzie przez fazę czerwonego olbrzyma, odrzuci znaczną część swojej otoczki, a pozostałe gorące jądro będzie podświetlało powstałą mgławicę.
Nie wiadomo, czy w naszym przypadku powstaną tak wyraźne dwubiegunowe płaty – to zależy m.in. od konfiguracji pola magnetycznego i ewentualnych towarzyszy. Mechanizm oddawania do przestrzeni kosmicznej gazu wzbogaconego w cięższe pierwiastki jest jednak podobny. To właśnie dzięki takim procesom w galaktyce pojawia się materiał, z którego mogą powstawać kolejne pokolenia gwiazd, planet i – ostatecznie – życie.
Hubble w erze nowych teleskopów
Nowy obraz Mgławicy Jajko pokazuje, że Kosmiczny Teleskop Hubble’a nadal pozostaje niezwykle ważnym narzędziem badań ewolucji gwiazd, mimo ponad 35 lat pracy na orbicie. Jego wysoka rozdzielczość kątowa i długi, dobrze udokumentowany ciąg obserwacji umożliwiają bezpośrednie śledzenie zmian w takich obiektach w skali ludzkiego życia.
Dane Hubble’a będą łączone z obserwacjami w podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który zagląda głębiej w zakurzone regiony otaczające umierające gwiazdy. Razem te instrumenty pozwolą lepiej opisać, jak kształtuje się pyłowa i gazowa otoczka gwiazd w końcowych etapach życia i jak ten materiał wraca do ośrodka międzygwiazdowego.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Hubble captures light show around rapidly dying star
- NASA’s Hubble Captures Light Show Around Rapidly Dying Star
Źródło:
NASA/ESA
Na ilustracji: To nowo przetworzone zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA/ESA to jak dotąd najwyraźniejszy widok Mgławicy Jajko. Źródło: ESA/Hubble i NASA, B. Balick (Uniwersytet Waszyngtoński)
