Dziwaczne ustawienie mgławic planetarnych

Galeria dwubiegunowych mgławic planetarnych

Grupowy portret pokazuje cztery dwubiegunowe mgławice planetarne sfotografowane teleskopami ESO. Badania podobnych obiektów w centralnym zgrubieniu Drogi Mlecznej doprowadziły do odkrycia niespodziewanego ułożenia obiektów. Obiekty pokazane na zdjęciu są znacznie bliżej Ziemi niż te, których dotyczyły nowe badania, ale demonstrują różnorodność form tych spektakularnych obiektów.

Na zdjęciu,zaczynając od lewego górnego rogu: Mgławica Hantle (Messier 27), NGC 6302, NGC 5189, Fleming 1.

ESO

Astronomowie użyli należącego do ESO Teleskopu Nowej Technologii (NTT) oraz należącego do NASA/ESA Kosmicznego Teleskopu Hubble'a (HST) do zbadania ponad 100 mgławic planetarnych w centralnym zgrubieniu naszej Galaktyki. Odkryli, że członkowie tej kosmicznej rodziny w kształcie motyli, są w tajemniczy sposób nachyleni względem płaszczyzny Galaktyki – rezultat zaskakujący, gdy weźmiemy pod uwagę różne historie i własności obiektów.

Końcowe stadia życia gwiazdy dla gwiazdy takiej jak nasze Słońce prowadzą do wywiewania zewnętrznych warstw w otaczającą przestrzeń i utworzenia obiektu znanego jako mgławica planetarna, w bardzo szerokim zakresie pięknych kształtów. Jeden z typów takich mgławic, znany jako dwubiegunowe mgławice planetarne, tworzy upiorne klepsydry albo kształty motyla wokół swoich gwiazd.

Wszystkie zbadane mgławice powstały w różnych miejscach i mają różne własności. Żadna z indywidualnych mgławic, albo gwiazd, które je uformowały, nie oddziaływała z inną mgławicą planetarną. Jednak nowe badania astronomów z University of Manchester (Wielka Brytania) pokazują zaskakujące podobieństwa pomiędzy niektórymi z mgławic: wiele z nich układa się na niebie w taki sam sposób [1].

„To naprawdę zaskakujące odkrycie i jeśli się potwierdzi, bardzo ważne” wyjaśnia Bryan Rees z University of Manchester, jeden z dwóch autorów publikacji. „Wiele z tych zwiewnych motyli wydaje się mieć swoje dłuższe osie ustawione wzdłuż płaszczyzny naszej galaktyki.  Korzystając ze zdjęć zarówno z Teleskopu Hubble’a, jak i NTT, mogliśmy uzyskać bardzo dobry wgląd w te obiekty i szczegółowo je zbadać.”

Astronomowie zbadali 130 mgławic planetarnych w centralnym zgrubieniu Drogi Mlecznej. Zidentyfikowali trzy różne typy [2] i ustalili dokładnie ich charakterystyki i wygląd.

„Dwie z populacji były nachylone na niebie kompletnie losowo, tak jak oczekiwano. Ale w przypadku trzeciej – mgławic dwubiegunowych – odkryliśmy zaskakującą preferencję jednego kierunku” mówi drugi z autorów publikacji, Albert Zijlstra, również z University of Manchester. „O ile jakiekolwiek zgodne ustawienie jest już niespodzianką, to takie nasilenie zjawiska w centralnym obszarze galaktyki jest jeszcze bardziej niespodziewane.”

Uważa się, że mgławice planetarne są rzeźbione dzięki rotacji systemu gwiazdowego, z którego się uformowały. Jest to zależne od własności tego systemu – na przykład, czy jest podwójny [3], albo czy posiada planety , w obu przypadkach może to mieć znaczny wpływ na powstanie bąbla mgławicy. Kształty mgławic dwubiegunowych należą do najbardziej ekstremalnych i powstają prawdopodobnie na skutek dżetów wyrzucających masę z układu podwójnego prostopadle do orbity.

„Ustawienie, które obserwujemy dla mgławic dwubiegunowych wskazuje na coś dziwnego odnośnie systemów gwiazdowych w centralnym zgrubieniu galaktycznym” wyjaśnia Rees. „W ich przypadku w celu ustawienie się w linii w sposób taki, jak widzimy, systemy gwiazdowe, z których powstały, muszą rotować prostopadle do obłoków międzygwiazdowych, z których się uformowały, co jest bardzo dziwne.”

Kształty tych mgławic zależą od własności gwiazd progenitorów, ale nowe wyniki sugerują istnienie jeszcze innego tajemniczego czynnika. Oprócz złożonych charakterystyk gwiazdowych rolę odgrywają te dotyczące Drogi Mlecznej. Całe centralne zgrubienie obraca się wokół centrum galaktyki. Zgrubienie może mieć większy wpływ niż do tej pory sądzono, nawet na całą galaktykę – poprzez swoje pole magnetyczne. Astronomowie sugerują, że uporządkowane zachowanie mgławic planetarnych może być spowodowane przez istnienie silnych pól magnetycznych przy tworzeniu się zgrubienia galaktycznego.

Ponieważ mgławice bliżej naszego domu nie układają się w ten sam uporządkowany sposób, pola te musiały być wiele razy silniejsze niż obserwujemy obecnie w naszym sąsiedztwie [4].

„Możemy wiele dowiedzieć się badając te obiekty” podsumowuje Zijlstra. „Jeżeli rzeczywiście zachowują się w tak nieoczekiwany sposób, będzie to mieć konsekwencje nie tylko dla przeszłości pojedynczych gwiazd, ale i całej nasze galaktyki.”

Uwagi

[1] “Dłuższa oś” dwubiegunowej mgławicy planetarnej przebiega przez skrzydła motyla, natomiast “krótsza oś” przez jego ciało.

[2] Kształty mgławic planetarnych zostały podzielone na trzy typy, według następującej konwencji: eliptyczne, posiadające lub nieposiadające wyrównanej wewnętrznej struktury oraz dwubiegunowe.

[3] Układ podwójny obejmuje dwie gwiazdy krążące wokół wspólnego centrum grawitacji.

[4] Bardzo mało wiadomo na temat pochodzenia i charakterystyk pola magnetycznego, które występowało w naszej galaktyce, gdy była młoda, nie jest więc jasne czy z upływem czasu stało się silniejsze, czy słabsze.

Więcej informacji

Wyniki badań opublikowano w artykule pt. "Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge", który ukaże się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Skład zespołu badawczego: B. Rees (University of Manchester, Wielka Brytania) i A. A. Zijlstra (University of Manchester, Wielka Brytania). Bryan Rees zajął się badaniami astronomicznymi w późnym wieku – zdecydował się zrobić doktorat po wczesnym przejściu na emeryturę, niniejsza praca jest częścią jego pracy doktorskiej.


Zobacz też:

Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 2438