Przejdź do treści

W jaki sposób mgławice planetarne uzyskują swoje kształty

Cztery mgławice planetarne, widziane przez HST, przedstawiające cztery z wielu morfologii mgławic planetarnych.

Po szeroko zakrojonych obserwacjach wiatrów gwiazdowych wokół chłodnych, ewoluujących gwiazd, naukowcy odkryli, w jaki sposób mgławice planetarne uzyskują swoje hipnotyzujące kształty. Odkrycia opublikowane w "Science" są sprzeczne z powszechnym konsensusem i pokazują, że wiatry gwiazdowe są nie tylko asferyczne, ale również wykazują podobieństwa do mgławic planetarnych.

Międzynarodowy zespół astronomów skupił się w swoich obserwacjach na wiatrach gwiazdowych – przepływach cząsteczek – wokół chłodnych czerwonych olbrzymów, zwanych także gwiazdami na asymptotycznej gałęzi olbrzymów diagramu H-R (gwiazdy AGB). „Gwiazdy AGB są chłodnymi wyewoluowanymi gwiazdami, które znajdują się na ostatnim etapie ewolucji tuż przed przekształceniem się w mgławicę planetarną. Poprzez swoje wiatry gwiazdy AGB dostarczają około 85% gazu i 35% pyłu ze źródeł gwiazdowych do Galaktycznego Ośrodka Międzygwiazdowego i są dominującymi dostawcami pierwotnych budulców materii międzygwiazdowej, z których ostatecznie powstają planety” – powiedział Carl Gottlieb, astronom z Harvard & Smithsonian i współautor artykułu.

Pomimo dużego zainteresowania astronomów, przed badaniem brakowało obszernego, szczegółowego zbioru danych obserwacyjnych, dotyczących wiatrów gwiazdowych otaczających gwiazdy AGB, co doprowadziło do długotrwałego naukowego nieporozumienia, że wiatry gwiazdowe mają całkowicie sferyczny kształt, tak jak gwiazdy, które otaczają. Nowe dane obserwacyjne kreują zupełnie inną historię poszczególnych gwiazd, ich życia i śmierci. Astronomowie mają teraz bezprecedensowe spojrzenie na sposób, w jaki gwiazdy - takie jak nasze Słońce - będą ewoluować podczas ostatnich etapów swojego życia.

Obserwacje ukazały wiele różnych kształtów, dodatkowo łącząc powstawanie wiatru gwiazdowego z mgławicami planetarnymi. Niektóre z nich są podobne do mgławic planetarnych, niektóre do dysków, podczas gdy inne mają kształt oczu, struktur spiralnych, a nawet łuków.

Astronomowie szybko zdali sobie sprawę, że takie kształty nie powstały przypadkowo, a towarzysze w pobliżu gwiazd AGB – małomasywne gwiazdy i ciężkie planety – wpływały na te kształty i wzory. Podobnie jak łyżka, którą miesza się kawę z odrobiną mleka, może tworzyć spiralny wzór, tak gwiezdny towarzysz zasysa materię w swoim kierunku, krążąc wokół gwiazdy i kształtując wiatr gwiazdowy. Wszystkie te obserwacje można wytłumaczyć faktem, że wspomniane gwiazdy mają towarzysza.

Ponadto badanie dostarcza solidnych podstaw do zrozumienia gwiazd podobnych do Słońca i przyszłości samego Słońca. Za około 5 mld lat Słońce stanie się jaśniejsze, jego promień rozszerzy się do orbity Ziemi i wejdzie w fazę AGB. Zarówno Jowisz, jak i Saturn – ze względu na dużą masę własną – będą miały wpływ na to, czy Słońce spędzi swoje ostatnie tysiąclecia w sercu spirali, motyla czy innego zachwycającego kształtu, jaki widzimy dzisiaj w mgławicach planetarnych. Obecne symulacje przewidują, że Jowisz i Saturn utworzą w wietrze słonecznym słabą strukturę spiralną.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
Astronomers Solve Mystery of How Planetary Nebulae Are Shaped

Źródło: CfA

Na ilustracji: Cztery mgławice planetarne, widziane przez HST, przedstawiające cztery z wielu morfologii mgławic planetarnych. Źródło: NASA/HST