Astronomové náhodou zachytili umírající hvězdu při recyklaci hmoty – vesmírný unikát

I přesto, že bylo nainstalováno jen 172 z plánovaných 1 140 čoček, zachytil MOTHRA 22 slabě zářících obloukových rázových vln (bow shocks) ve vnějším halo mlhoviny. Tyto obloukovité vlny vznikají v místech, kde husté shluky plynu vyvržené umírající hvězdou narážejí nadzvukovou rychlostí do okolního mezihvězdného materiálu . Tým vedený yaleským astronomem Pieterem van Dokkumem si okamžitě uvědomil, že se dívají na něco, co nikdo předtím neviděl .

„Podívali jsme se na ten snímek a řekli si: ‚Tohle je nové. Tohle je něco, co jsme nikdy předtím neviděli,‘“ řekl van Dokkum pro New York Times .

Co obloukové vlny odhalují

Rázové vlny nejsou v mlhovině rozloženy rovnoměrně. Se vzrůstající vzdáleností od centrálního bílého trpaslíka jsou postupně menší, rozmazanější a více roztříštěné. V blízkosti hvězdy jsou velké, tenké a ostře ohraničené; dále se rozpadají do neostrých pruhů .

Vědci tento vývoj interpretují jako přímý, vizuální časosběrný záznam kosmické recyklace: shluky hvězdného materiálu jsou při své cestě ven rovnoměrně erodovány a roztrhávány. Pozorování zaplňuje dlouho chybějící mezeru v chápání astronomů, jak se pozůstatky hvězd mění z rozpoznatelného materiálu na difúzní galaktický plyn .

Výzkumníci vypočítali, že jednotlivý fragment zůstává kompaktní jen asi 10 000 let, než je vystaven okolnímu mezihvězdnému plynu. Poté je jeho hmota z velké části zničena a rozptýlena do prostoru . Obloukové vlny se rozkládají v radiálním rozmezí přibližně 0,4 až 1,4 parseku (1,3 až 4,6 světelných let) od centrálního bílého trpaslíka .

Rychlost rozpínání fragmentů 35–45 kilometrů za sekundu naznačuje, že jejich stáří je 20 000–30 000 let ve vzdálenosti asi 1 parsek od středu. To znamená, že některé shluky byly vyvrženy ještě předtím, než samotná planetární mlhovina vznikla, přibližně před 12 000 lety .

Kosmická recyklace v akci

Tento proces je způsob, jakým se prvky vzniklé hluboko v nitru hvězd – včetně uhlíku, dusíku a kyslíku, které nakonec tvoří planety a život – vracejí zpět do galaxie . Astronomové dříve pozorovali materiál opouštějící umírající hvězdy a detekovali jeho konečnou přítomnost v nově vznikajících hvězdných oblacích, ale mezistupeň – samotné fyzické tříštění a mísení – nebyl nikdy předtím vyfocen .

„Poprvé můžeme vidět přesný okamžik, kdy se materiál vypuzený z umírajících hvězd mísí s mezihvězdným plynem,“ řekl van Dokkum v Scientific American . Objev tak poskytuje vzácné přímé měření časového měřítka rozpadu a pohlcování rozptýlených hvězdných zbytků do mezihvězdného prostředí .

Mlhovina Helix, vzdálená asi 650 světelných let od Země v souhvězdí Vodnáře, je planetární mlhovina – konečné stádium hvězdy velmi podobné našemu Slunci . Asi za 5 miliard let Slunce vyčerpá své zásoby vodíku, rozepne se do rudého obra, odvrhne své vnější vrstvy a zanechá po sobě bílého trpaslíka obklopeného podobně zářící mlhovinou . Eroze a recyklace, kterou nyní pozorujeme v mlhovině Helix, nabízí přímý náhled na vzdálenou budoucnost Slunce .

Nový dalekohled s nečekaným prvenstvím

Dalekohled MOTHRA je navržen tak, aby spojoval snímky ze stovek vysoce kvalitních, komerčně dostupných teleobjektivů do jediného složeného oka, což mu umožňuje detekovat extrémně slabé, difúzní struktury, které jsou pro většinu observatoří neviditelné . Po dokončení bude mít 1 140 čoček, takže tento raný objev s pouhými 15 % jeho konečné kapacity je ohromující ukázkou jeho potenciálu .