Двадцать две ударные волны в туманности Улитка раскрыли механизм гибели звёзд
Астрономы с помощью чилийского телескопа MOTHRA впервые зафиксировали процесс постепенного растворения звёздных обломков в межзвёздном газе, наблюдая 22 дугообразные ударные волны во внешнем гало туманности Улитка. Результаты, опубликованные 12 августа в журнале Nature, дают представление о том, как именно умирающая звезда возвращает свой материал в галактику, — по тому же сценарию через миллиарды лет погибнет и Солнце.
Туманность Улитка, находящаяся на расстоянии примерно 650 световых лет от Земли, давно служит классическим объектом для изучения планетарных туманностей: её центральное светящееся кольцо образовалось из вещества, сброшенного звездой на последней стадии жизни, а в ядре остался белый карлик. Изначально исследователи выбрали Улитку просто как калибровочную мишень для ещё не достроенного телескопа MOTHRA, который вместо одного большого зеркала использует множество длиннофокусных объективов со светофильтрами. Команда под руководством Питера ван Доккума из Йельского университета ожидала рядового тестового снимка, однако новые данные показали, что за пределами известного яркого кольца простирается слабое гало с целым скоплением ударных фронтов.
Всего учёные насчитали 22 полные или частичные дуги, сконцентрированные в восточной части туманности. Каждая такая дуга возникает по тому же принципу, что и волны перед носом движущегося корабля: невидимые сгустки звёздных обломков врезаются в разреженный межзвёздный газ на достаточно высокой скорости, порождая светящуюся ударную волну. При этом форма и размер этих дуг закономерно меняются с удалением от центра: ближайшие к звезде выглядят крупными, тонкими и чёткими, а по мере движения наружу становятся меньше, размытыми и всё более фрагментированными.
По этой пространственной прогрессии исследователи оценили временной масштаб процесса: отдельный фрагмент обломков сохраняет целостность примерно 10 тысяч лет после первого столкновения с окружающим газом, после чего распыляется и смешивается с межзвёздной средой. Примечательно, что эти данные были получены, когда в обсерватории Эль-Саусе работало всего пять объективов из запланированных 1140 для полного массива MOTHRA. Соавтор работы Роберто Абрахам отметил, что завершённая обсерватория позволит систематически искать аналогичные структуры в других близлежащих планетарных туманностях.
Звезда, создавшая туманность Улитка, не была точной копией Солнца, однако её эволюционный путь в общих чертах предсказывает и судьбу нашего светила через несколько миллиардов лет: оно расширится, сбросит внешние слои, превратится в белый карлик, а выброшенный газ будет светиться наподобие Улитки. Этот круговорот имеет и обратную сторону: вещество, выброшенное более ранними поколениями звёзд, когда-то вошло в состав облака, из которого сформировались Солнце, Земля и всё живое на ней. Теперь же Солнце в свой черёд вернёт часть собственного материала в тот же галактический цикл, который когда-нибудь сможет стать строительным материалом для новых миров.
Исследование в журнале Nature.