Сатурн это икона. В Солнечной системе нет ничего подобного, и даже дети это узнают. Но есть отдаленный объект, который астрономы называют туманностью Сатурн, потому что на расстоянии он напоминает планету с ее ярко выраженной округлой формой.
Туманность Сатурн не имеет никакого отношения к планете, кроме как в форме. До него около пяти тысяч световых лет, поэтому в маленьком телескопе на заднем дворе он действительно напоминает планету. Но когда астрономы тренируют большие телескопы, иллюзия разваливается.
Ученые испанского Института астрофизики Канарских островов (IAC) участвовали в недавнем исследовании туманности Сатурн. Их статья под названием «Спектроскопическое исследование изображений планетарной туманности NGC 7009 с помощью MUSE» была опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics. Это первое детальное исследование галактической планетарной туманности с интегральным полевым спектрографом MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO. Ведущий автор исследования - Джереми Уолш, исследователь в Европейской южной обсерватории (ESO), дом VLT.
Туманность Сатурн - планетарная туманность, неудачное название для этого типа объектов. Планетарная туманность не имеет ничего общего с планетами и не имеет ничего общего со звездами. Планетарная туманность на самом деле является звездным остатком: яркий, сияющий труп, оставшийся после того, как у звезды кончается топливо и умирает. Осталось сложная структура облаков газов разной температуры, освещенная белым карликом в центре.
Их называли планетарной туманностью, когда их впервые видели в телескопы, потому что на расстоянии они похожи на газовых гигантов в нашей собственной Солнечной системе. К сожалению, название застряло, запутав астрономов с тех пор.
Туманность Сатурн, или NGC 7009, как известно, является одной из самых сложных планетарных туманностей, и эта сложность делает ее интересным объектом изучения для астрономов и астрофизиков. Почему бы не быть? Просто посмотри на это.
Это новое исследование - первый раз, когда инструмент MUSE на VLT был использован для изучения галактической планетарной туманности. Астрономы, участвующие в исследовании, говорят, что MUSE обнаружил неожиданную сложность в туманности Сатурн.
Сама туманность состоит из газа и пыли, изгнанных красной гигантской звездой в конце своей жизни, освещенной оставшимся белым карликом в ее центре. Астрономы знают это, потому что они могут видеть весь процесс, происходящий у других звезд по всему небу на разных этапах жизни. Но то, что они не знают, - это детали в истории формирования планетарной туманности. И они не любят не знать.
Инструмент MUSE на VLT идеально подходит для такой работы.
MUSE обладает мощной способностью воспринимать интенсивность света в зависимости от его цвета или длины волны в каждом из пикселей изображения. На одном изображении MUSE может получить 900 000 спектров крошечных участков неба. Он может захватывать изображения таких объектов, как планетарная туманность, в трех измерениях, и астрономы использовали всю эту информацию, чтобы выявить неожиданные сложности в туманности Сатурн. Они обнаружили серию структур, связанных с разными атомами и ионами.
«Исследование показало, что эти структуры представляют реальные различия в свойствах туманности, таких как более высокая и низкая плотность, а также более высокие и более низкие температуры», - объясняет Джереми Уолш, исследователь в Европейской южной обсерватории (ESO) и первый автор изучение. Уолш сообщает, что одним из следствий этого является то, что «исторические и более простые исследования, основанные на морфологическом появлении планетарных туманностей, по-видимому, указывают на важные связи с основными условиями в газе».
Используя силу инструмента MUSE и VLT, команда исследователей выявила данные, показывающие, что газ внутри этой туманности отнюдь не однороден. Их статья отображает газовые и пылевые образования в туманности четырех температур и трех плотностей.
Ана Монреаль Иберо, второй автор статьи и исследователь в МАК, отметила присутствие и распределение водорода и гелия в туманности Сатурн. Водород и гелий являются двумя наиболее многочисленными элементами во вселенной, и их характеристики в туманности имеют решающее значение для понимания формирования объекта и смерти красного гиганта, который его создал.
Что касается водорода, Иберо сказал: «Присутствие пыли в туманности также может быть выведено из изменения цвета между различными линиями эмиссии водорода, чей ожидаемый цвет может быть определен атомной теорией. Наша команда обнаружила, что распределение пыли в туманности не является равномерным, но показывает падение на краю внутренней газовой оболочки. Этот результат предполагает резкие изменения в выбросе пыли во время последних погремушек звезды солнечного типа или, альтернативно, локального образования и разрушения пыли ».
Когда речь идет о гелии, современная теория туманности говорит, что его распределение в планетарной туманности должно быть равномерным. Чтобы проверить это, авторы использовали данные MUSE для сопоставления гелия в туманности Сатурн. Они нашли изменения, которые следовали за морфологией раковины туманности. «Это подразумевает, что современные методы определения гелия нуждаются в улучшении или что предположение о том, что численность является равномерным, следует отвергнуть». говорит Монреаль Иберо.
Планетарная туманность - захватывающие объекты. Их светящиеся призрачные завесы из газа и пыли неотразимы для глаз. Это первый случай, когда MUSE используется для изучения планетарной туманности, и хотя красота объекта немного завораживает, именно эта наука заинтриговала астрономов и астрофизиков.
Авторы статьи признают, что они представляют лишь ограниченный объем анализа в некоторых отношениях. Но их работа показывает, что инструмент MUSE полон потенциала. Как говорится в заключении их статьи: «Наблюдения демонстрируют огромный потенциал этого инструмента для развития оптических спектроскопических исследований протяженных эмиссионных туманностей».
- Пресс-релиз МАК: «Туманность Сатурн раскрывает свою сложность»
- Пресс-релиз ESO: «Странные структуры туманности Сатурн»
- Научная работа: Спектроскопическое исследование планетарной туманности NGC 7009 с помощью MUSE
- Статья в Википедии: Туманность Сатурн
- Веб-страница ESO: MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
