Розы, конусы, спирали: раскрыта тайна необычных форм планетарных туманностей

Загадка завораживающих форм планетарных туманностей, наконец-то, разгадана. Открытие основано на необычном наборе наблюдений звездных ветров вокруг стареющих звезд. Как заявляется в статье в журнале Science, вопреки общепринятому мнению, астрономы обнаружили, что звездные ветры не являются сферическими, а имеют силуэты знакомые по планетарным туманностям. Команда считает, что причиной тому является взаимодействие со звездой-компаньоном или экзопланетой.

Умирающие звезды расширяются и остывают, в конечном итоге превращаясь в красных гигантов. Они производят звездные ветры, что приводит к потере массы. Из-за отсутствия подробных наблюдений астрономы предполагали, что эти потоки частиц являются сферическими, как и звезды, которые они окружают. По мере эволюции звезда снова нагревается, и звездное излучение заставляет расширяющиеся выброшенные слои звездного материала светиться, образуя планетарную туманность.

Звездный ветер R Aquilae напоминает структуру лепестков розы

На протяжении веков астрономы оставались в неведении по поводу необычайного разнообразия красочных форм планетарных туманностей. Казалось, что все туманности обладают определенной симметрией, но почти никогда не имеют шарообразной формы.

«Солнце, которое в конечном итоге станет красным гигантом, круглое, как бильярдный шар, поэтому мы задались вопросом: как обычная звезда может породить все эти разные формы?» – рассказала руководитель исследования Лин Дечин из Левенского университета (Бельгия).

Ее команда наблюдала звездные ветры вокруг холодных красных гигантов с помощью обсерватории ALMA в Чили. Впервые они собрали большую подробную коллекцию наблюдений с использованием одного и того же метода, что позволило напрямую сравнивать данные и исключать систематические ошибки.

То, что увидели астрономы, их удивило.

Галерея изображений звездных ветров вокруг холодных стареющих звезд демонстрирует различные морфологии, включая диски, конусы и спирали. Синий цвет представляет материал, который приближается к вам; красный – материал, который удаляется от вас.
«Мы заметили, что эти ветры не являются ни симметричными, ни сферическими. Некоторые из них на самом деле очень похожи по форме на планетарные туманности. Одни из них имеют форму диска, другие – спирали, а в третьей группе мы определили конусы», – сообщила профессор Лин Дечин.

Описанные примеры являются признаком того, что «фигуры» не были созданы случайным образом. Команда поняла, что другие, маломассивные звезды или даже тяжелые планеты в окрестностях умирающей звезды вызывают разные закономерности.

«Точно так же, как ложка, которой вы перемешиваете в чашке кофе с молоком, создает спиральный узор, спутник искажает звездный ветер», – объясняют авторы исследования.

Команда воплотила эту теорию в модели, и действительно: форму звездных ветров можно объяснить окружающими их спутниками, и скорость, с которой холодная эволюционировавшая звезда теряет свою массу из-за звездного ветра, является важным параметром.

Яркая планетарная туманность NGC 7027.

До сих пор расчеты эволюции звезд основывались на предположении, что стареющие звезды, подобные Солнцу, испускают звездные ветры сферической формы.

«Наши результаты сильно меняют действующие модели. Поскольку в прошлом сложность звездных ветров не учитывалась, любая предыдущая оценка скорости потери массы старых звезд могла быть ошибочной до 10 раз. В частности, расчеты теперь показывают, что в звездном ветре старого умирающего Солнца образуется слабая спираль под влиянием Сатурна и Юпитера», – заявили исследователи.

В настоящее время команда проводит дальнейшие исследования, чтобы увидеть, как открытие может повлиять на расчеты других важных характеристик звездной и галактической эволюции.

Источник:https://in-space.ru/rozy-konusy-spirali-raskryta-tajna-neobychnyh-form-planetarnyh-tumannostej/