Новое исследование раскрывает трехмерную структуру знаменитой Кольцевой туманности

Автор: University of Manchester

Международная группа ученых получила самое четкое на сегодняшний день трехмерное изображение туманности Кольцо — одного из самых знаковых небесных объектов ночного неба.

Туманность Кольцо, пожалуй, один из самых фотографируемых объектов на ночном небе, первое изображение было получено в 1886 году, но ее внутренняя структура является предметом споров с тех пор, как она начала наблюдаться.

Теперь, используя передовые методы картирования радиоволн с помощью субмиллиметровой решетки (SMA), команда определила, что туманность имеет эллипсоидальную структуру, разрешив давний спор.

Картографируя выбросы оксида углерода (CO), наблюдения предоставили ценную информацию о его структуре. Выбросы CO выделяют холодный молекулярный газ, окружающий горячий газ и пыль, видимые на снимках, полученных космическим телескопом Хаббла (HST) и космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST).

Результаты являются результатом совместной работы исследователей из таких учреждений, как Рочестерский технологический институт, Центр астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов, Университет Маккуори, Лаборатория реактивного движения и Национальная радиоастрономическая обсерватория, а также профессора Альберта Зейлстры из Манчестерского университета.

Профессор Джоэл Кастнер из Рочестерского технологического института сказал: «Мы изучили данные, и эллипсоидальная структура была очевидна, поэтому мы смогли составить простую геометрическую модель. Теперь мы понимаем структуру этой туманности».

«Космический телескоп Джеймса Уэбба дает нам сжатое изображение того, как выглядит объект в небе. SMA позволяет нам точно измерять скорости молекулярного газа в туманности, поэтому мы можем видеть, что движется к нам или от нас».

Предыдущие теории предполагали, что туманность может иметь форму кольца или напоминать мыльный пузырь. Однако новая модель, основанная на данных SMA, подтверждает ее эллипсоидальную структуру и обеспечивает более детальное понимание скоростей и местоположений молекул оксида углерода, выброшенных умирающей звездой, которая создала Кольцевую туманность — детали, которые невозможно вывести из телескопических изображений, даже с использованием мощных космических обсерваторий NASA, таких как HST и JWST.

Результаты работы команды показывают, что прошло около 6000 лет с тех пор, как умирающая звезда, тогда красный гигант, выбросила молекулярный газ, который окутывает туманность. Данные SMA также показывают высокоскоростные сгустки газа, наблюдаемые на каждом конце эллипсоидальной оболочки, что предполагает наличие звезды-компаньона, влияющей на формирование туманности.

Профессор Зейлстра из Манчестерского университета сказал: «Туманность Кольцо — знаковый объект на ночном небе, любимый как профессиональными астрономами, так и любителями. Но понять истинную структуру этой туманности было очень сложно. Внешний вид кольца обманчив».

«Новые данные показывают слегка деформированный ствол, видимый сверху, с большим пузырем, выходящим через верхнюю и нижнюю часть ствола. На снимках JWST они видны наложенными друг на друга, но новые данные позволяют нам разделить их из-за их разных скоростей. Пузырь наклонен относительно ствола.

«Теперь нам нужно будет выяснить, как звезда может выбрасывать две столь разные структуры в разных направлениях! Это остается небольшой загадкой».

Эти результаты следуют за аналогичным исследованием, проведенным Кастнером и его командой на Южном Кольцевом тумане, одном из первых объектов, наблюдавшихся JWST. Этот новый подход использования комбинации картирования SMA и визуализации JWST для выявления трехмерных структур этих объектов дает ученым новый способ понять последние, умирающие стадии звезд, подобных Солнцу.

Кастнер добавил: «Звезды, которые генерируют планетарные туманности, такие как Кольцо и Южное Кольцо, могли произвести большую часть углерода во Вселенной.

«Наблюдая за этими удивительными объектами, мы можем наблюдать, как этот углерод перерабатывается в следующее поколение звезд и планет».

Исследование будет представлено на 245-м заседании Американского астрономического общества 12–16 января 2025 года и отправлено для публикации в журнале.

Источник: University of Manchester