Вселенная меняется медленно. И хотя в основном верно, что небеса и объекты глубокого космоса будут выглядеть почти одинаково на протяжении средней человеческой жизни, существуют впечатляющие примеры, которые опровергают эту тенденцию.
Одним из таких случаев является планетарная туманность IC418. Расположенная в созвездии Зайца, она также иногда называется «Туманностью Спирограф» из-за её переплетённой петлевой структуры.
Исследование, опубликованное в недавнем выпуске Astrophysical Journal Letters учёными из Манчестерского университета и Гонконгского университета, показало рост и эволюцию IC418, охватывая наблюдения, сделанные ещё через несколько лет после её открытия в конце 19 века.
IC 418 была открыта шотландско-американским астрономом Вильяминой Флеминг 26 марта 1891 года. В то время Флеминг работала в Гарвардской обсерватории в рамках проекта каталога Дрэпера. Тщательно изучая фотопластинки, она открыла 59 туманностей, включая IC 418, которую позже ошибочно приписали Джону Л. Э. Дрейеру, составителю Индексного каталоа объектов глубокого космоса.
Туманность имеет видимую звёздную величину +9 и угловой диаметр около 18 угловых секунд. Планетарные туманности получили своё название за сходство с планетарными дисками при наблюдении в телескоп. IC 418 находится на расстоянии около 2000 световых лет и имеет размер около 0,2 световых лет.
Особое преимущество IC 418 заключается в почти непрерывной последовательности спектроскопических измерений, начиная с самого зарождения метода в 1890-х годах. Авторы исследования проанализировали накопившиеся данные, отмечая изменения в спектре и внешнем виде туманности с течением времени. Это представляло сложную задачу, поскольку охватываемый период включал визуальные наблюдения, а также фотографические измерения, начиная со стеклянных пластин, затем переходя в эру плёночной астрофотографии, и, наконец, в использование цифровых и ПЗС-камер в наши дни. Космический телескоп «Хаббл» неоднократно фотографировал IC 418 на протяжении многих лет.
«Самые старые данные, которые мы использовали, датируются 1893 годом, когда был получен первый спектр Уильямом В. Кэмпбеллом, — рассказал Альберт Зейлстра (Манчестерский университет). — Измерения проводились невооружённым глазом, но описаны достаточно подробно, чтобы мы могли использовать их в нашем исследовании».
Ключевыми для исследования были эмиссионные линии в синем диапазоне, охватывающие водород до области спектра, известной как двукратно ионизированный кислород (OIII). Когда-то эта область ошибочно считалась признаком гипотетического элемента «небулия», существование которого предполагалось в начале 20 века.
«Мы пересчитали соотношения спектральных линий на основе фотографий, в некоторых случаях заново определив их с учётом известной чувствительности фотоматериалов того времени», — говорит Зийльстра.
Планетарная туманность, подобная IC 418, формируется, когда звезда в конце своей жизни входит в фазу красного гиганта и начинает выбрасывать вещество в окружающее пространство в предсмертных судорогах. В итоге звезда коллапсирует, превращаясь в плотного вырожденного белого карлика массой примерно 0,6 солнечной, сжатого до объёма, сравнимого с размером Земли. Этот светящийся уголёк звезды окутан коконом из газа и пыли.
Звезда в центре IC 418 прямо сейчас проходит через переход от красного гиганта к белому карлику. Наше Солнце и Солнечную систему могут постигнуть схожая участь примерно через пять миллиардов лет.
Это исследование впервые позволило проследить эволюцию умирающей звезды на протяжении столетнего периода. Оно не только дало подсказки о начальной и конечной массе звезды-предшественницы, но и показало, что звезда нагревается быстрее, чем любая другая звезда, наблюдавшаяся ранее. Ирония в том, что даже этот ускоренный нагрев всё ещё медленнее, чем предсказывают современные модели звёздной эволюции.
В частности, исследование показало, что центральная звезда нагрелась на 3000 градусов Цельсия с момента открытия, или примерно на 1000 градусов Цельсия каждые 40 лет. Для сравнения: наше Солнце прошло подобное повышение температуры за 10 миллионов лет своего формирования.
Это открытие имеет важное значение для понимания того, как звёзды на заключительных этапах жизни обогащают космос углеродом. Столь неожиданный результат может означать, что наше понимание эволюции углеродных звёзд нуждается в пересмотре.
«IC 418 богата углеродом, то есть звезда обогатилась углеродом ещё до выброса туманности, — говорит Зейлстра. — Большая часть углерода во Вселенной происходит именно от таких звёзд. Мы смогли определить начальную массу звезды — примерно на 40% больше солнечной. Это ниже, чем предсказывают модели, объясняющие происхождение углерода. А ведь именно этот углерод является основой органической жизни — и, следовательно, частью нашего собственного происхождения».
Это также демонстрирует ценность использования старых наблюдений. Ещё одним аналогичным примером стало открытие в 2016 году возможных признаков планетной системы вокруг звезды Вана Маанена, обнаруженные на стеклянной фотопластинке 1917 года. Приятно видеть, как старые наблюдения порождают новую науку.
Читайте также: Молекула, сотворившая Вселенную
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.