Планетарные туманности - это захватывающие астрономические явления, даже если название немного вводит в заблуждение. Вместо того, чтобы быть связанными с планетами, эти светящиеся оболочки газа и пыли образуются, когда звезды вступают в заключительные фазы своей жизни и сбрасывают свои внешние слои. Во многих случаях этот процесс и последующее строение туманности являются результатом взаимодействия звезды с соседней звездой-компаньоном.
Недавно, исследуя планетарную туманность M3-1, международная команда астрономов отметила кое-что довольно интересное. После наблюдения центральной звезды туманности, которая на самом деле является двойной системой, они заметили, что у пары невероятно короткий орбитальный период - то есть звезды вращаются вокруг друг друга каждые 3 часа и 5 минут. Основываясь на этом поведении, пара, вероятно, слится и вызовет новый взрыв.
Группа, возглавляемая Дэвидом Джонсом из Института астрофизики Канарских островов и Университета Ла Лагуны, сообщила о своих выводах в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма, В состав группы входили другие члены (IAC), а также Европейская южная обсерватория (ESO), Астрономический центр имени Николая Коперника (CAMK), Южноафриканская астрономическая обсерватория (SAAO) и Национальная астрономическая обсерватория (OAN-IGN).
Для исследования группа использовала телескоп новой технологии ESO (ESO-NTT), расположенный в обсерватории La Silla в Чили, для изучения M3-1 в течение нескольких лет. Эта планетарная туманность находится в созвездии Большой Пес, примерно в 14 000 световых лет от Земли. В процессе работы команда обнаружила и изучила двойные звезды в центре туманности.
Как отметил в недавнем пресс-релизе Королевского астрономического общества Брент Мисзалски, исследователь Большого телескопа в Южной Африке и соавтор исследования, это открытие подтвердило то, что многие астрономы уже подозревали. «Мы знали, что M3-1 должен был разместить двойную звезду, - сказал он, - поэтому мы приступили к получению наблюдений, необходимых для доказательства этого, и чтобы связать свойства туманности с эволюцией звезды или звезд, которые ее образовали».
В течение некоторого времени M3-1 считался твердым кандидатом на двойную центральную звезду на основе ее структуры (которая имеет видные струи и нити, которые указывают на двойные взаимодействия). Однако, поскольку звезды находятся так близко друг к другу, их нельзя определить отдельно от земли. В результате ученые сделали вывод о наличии второй звезды по изменению их суммарной яркости.
Наиболее очевидной причиной этих изменений будет то, как звезды периодически затмевают друг друга, что приводит к заметному падению яркости. Как объяснил Анри Боффен, исследователь ESO в Германии:
«Когда мы начали наблюдения, сразу стало ясно, что система является бинарной. Мы видели, что, по-видимому, одиночная звезда в центре туманности быстро меняла яркость, и мы знали, что это должно быть из-за присутствия звезды-компаньона ».
Тем не менее, команда была удивлена, обнаружив, что у пары был один из самых коротких орбитальных периодов (3 часа и 5 минут) среди всех двойных звезд, обнаруженных в туманности на сегодняшний день. Они также пришли к выводу, что звезды находятся так близко, что они практически соприкасаются. В результате эти два, вероятно, подвергнутся новому извержению в будущем, где материал перемещен от одной звезды до другого, создавая критическую массу, которая вызывает сильный термоядерный взрыв.
Паулина Совицка, аспирантка астрономического центра имени Николая Коперника в Польше, указала:
«После различных наблюдательных кампаний в Чили у нас было достаточно данных, чтобы начать понимать свойства двух звезд - их массы, температуры и радиусы. Это был настоящий сюрприз, что две звезды были так близко друг к другу и настолько велики, что почти касались друг друга. Новый взрыв может произойти всего через несколько тысяч лет ».
Когда две звезды сливаются и запускают новый взрыв, яркость системы возрастет до миллиона раз, что значительно осветлит окружающую туманность и создаст невероятное световое шоу. Более того, обнаружение этой двойной пары также несовместимо с традиционным представлением о том, как двойные звезды развиваются в планетарной туманности.
Ранее астрономы работали в предположении, что двойные звезды хорошо разделены после образования планетарной туманности. По сути, считалось, что только когда газы туманности расширились и рассеялись (до такой степени, что ее больше не было видно), бинарная пара могла снова начать взаимодействовать, что привело к слиянию и взрыву новой звезды.
Но с этим последним наблюдением эта теория может подвергнуться сомнению. Это исследование также подкрепляется аналогичным взрывом новой звезды (известным как Нова Вул 2007), который наблюдался внутри планетарной туманности в 2007 году. Как объяснил Джоун:
«Событие 2007 года было особенно сложно объяснить. К тому времени, когда две звезды окажутся достаточно близко для новой звезды, материал в планетарной туманности должен был бы разрастаться и рассеиваться настолько, что его уже не было видно. В центральных звездах M3-1 мы нашли другого кандидата на подобное извержение новой звезды в относительно ближайшем будущем ».
Заглядывая в будущее, команда надеется провести дальнейшие исследования M3-1 и других подобных туманностей. Эти наблюдения могут дать астрономам возможность лучше понять физические процессы и происхождение некоторых из самых мощных явлений во Вселенной. К ним относятся катаклизмические переменные (где одна звезда сифонирует материал из другой) новые и, возможно, даже сверхновые.
