Astronomer fanger dødende stjerne i at genbruge sit materiale til rummet – et kosmisk første

Selv med kun 172 af de planlagte 1.140 linser installeret, opdagede MOTHRA 22 svage, glødende bueshocks i tågens ydre halo. Disse bueformede chokbølger opstår, hvor tætte klumper af gas, slynget ud af den døende stjerne, støder ind i omgivende interstellar materiale med supersonisk hastighed . Holdet, ledet af Yale-astronomen Pieter van Dokkum, genkendte straks, at de så noget, der aldrig før var observeret .

"Vi så det billede, og vi tænkte: 'Det her er nyt. Det her er noget, vi aldrig har set før,'" sagde van Dokkum til New York Times .

Hvad bueshocksene afslører

Bueshocksene er ikke jævnt fordelt over tågen. De bliver gradvist mindre, mere uklare og mere fragmenterede, jo længere væk de er fra den centrale hvide dværg. Tæt på stjernen er de store, tynde og skarpt afgrænsede; længere væk opløses de til utydelige streger .

Forskerne tolker denne udvikling som et direkte, visuelt tidsforløb af den kosmiske genbrugsproces: klumper af stjernemateriale bliver støt eroderet og sønderrevet, mens de bevæger sig udad. Observationen udfylder et langvarigt hul i astronomernes forståelse af, hvordan en stjernes rester overgår fra genkendeligt affald til diffus galaktisk gas .

Forskerne beregnede, at et individuelt fragment forbliver sammenhængende i kun omkring 10.000 år, når det først er udsat for den omgivende interstellare gas. Herefter bliver dets materiale stort set ødelagt og blandet ud i rummet . Bueshocksene spænder over en radial afstand på groft 0,4 til 1,4 parsec (1,3 til 4,6 lysår) fra den centrale hvide dværg .

Fragmenternes ekspansionshastighed på 35–45 kilometer i sekundet antyder en dynamisk alder på 20.000–30.000 år ved omkring 1 parsec fra centrum, hvilket betyder, at nogle klumper blev slynget ud længe før selve den planetariske tåge blev dannet for omkring 12.000 år siden .

Kosmisk genbrug i aktion

Denne proces er, hvordan grundstoffer, der er smedet dybt inde i stjerner – herunder kulstof, kvælstof og oxygen, som i sidste ende danner planeter og liv – bliver ført tilbage til galaksen . Astronomer havde tidligere observeret materiale, der forlod døende stjerner, og havde opdaget dets endelige tilstedeværelse i nye stjernedannende skyer, men det mellemliggende trin – den fysiske nedbrydning og blanding – var aldrig blevet fotograferet før .

"For første gang kan vi se det præcise øjeblik, hvor materiale, der er slynget ud fra døende stjerner, blandes med interstellar gas," sagde van Dokkum i Scientific American . Opdagelsen giver derfor en sjælden direkte måling af tidsskalaen for nedbrydning og indblanding af fragmenterede stjernerester i det interstellare medium .

Helix-tågen, der ligger omkring 650 lysår fra Jorden i stjernebilledet Vandmanden, er en planetarisk tåge – slutstadiet for en stjerne, der minder meget om vores Sol . Om cirka 5 milliarder år vil Solen have opbrugt sit brintbrændsel, svulme op til en rød kæmpe, kaste sine ydre lag af sig og efterlade en hvid dværg omgivet af en lignende glødende tåge . Erosionen og genbrugen, der nu observeres i Helix-tågen, giver et direkte smugkig på Solens fjerne efterliv .

Et nyt teleskop med et uventet første resultat

MOTHRA-teleskopet er designet til at samle billeder fra hundredvis af højkvalitets, kommercielt tilgængelige telelinser til et enkelt sammensat øje, hvilket gør det i stand til at detektere ekstremt svage, diffuse strukturer, der er usynlige for de fleste observatorier . Når det er fuldt udbygget, vil det have 1.140 linser, hvilket gør denne tidlige opdagelse med kun 15% af dets endelige kapacitet til en slående demonstration af dets potentiale .