Астрономы зафиксировали рекордный нагрев центральной звезды туманности Спирограф

Эволюция температуры центральной звезды IC 418 на основе изменений в наблюдаемых соотношениях линий [O iii]/Hβ. Автор: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf62b

Анализируя доступные оптические спектроскопические данные, астрономы исследовали близлежащую планетарную туманность IC 418, также известную как туманность Спирограф. Результаты исследования, опубликованные 20 августа в The Astrophysical Journal Letters, проливают новый свет на эволюцию этой туманности.

Планетарные туманности (PNe) представляют собой расширяющиеся оболочки газа и пыли, выброшенные звездой в процессе ее эволюции от звезды главной последовательности к красному гиганту или белому карлику. Эти объекты относительно редки, но важны для астрономов, изучающих химическую эволюцию звезд и галактик.

Туманность Спирограф — это хорошо известная, компактная, слабоэллиптическая планетарная туманность с высокой поверхностной яркостью в созвездии Зайца на расстоянии около 4400 световых лет. Ее радиус составляет примерно 0,15 световых лет, а масса фото-доминирующей области — 0,5 солнечных масс. Центральная звезда этой туманности (CSPN) — HD 35914, яркая звезда O-типа со спектральным классом O7fp и эффективной температурой 37 000 K.

Предыдущие наблюдения туманности Спирограф показали, что ее возраст расширения составляет примерно 1200 лет, что делает ее одной из самых молодых известных планетарных туманностей. Новое исследование команды астрономов под руководством Альберта А. Зейлстры из Манчестерского университета (Великобритания) предоставило дополнительные данные об эволюционном состоянии этой туманности.

Новое исследование выявило светское, линейное увеличение силы линий излучения кислорода относительно линий излучения водорода-бета в течение периода 130 лет. Это увеличение в 2,5 раза оказалось вызвано повышением температуры центральной звезды.

Средняя скорость нагрева центральной звезды туманности Спирограф за весь временной интервал с момента выхода звезды из асимптотической ветви гигантов (AGB) оценивается примерно в 20 000–30 000 K в год. Астрономы отметили, что такая высокая скорость нагрева может вызвать измеримую эволюцию ионизационной структуры фотоионизированной туманности в течение десятилетних масштабов времени.

В целом собранные данные указывают на то, что туманность Спирограф является богатой углеродом планетарной туманностью, и ее центральная звезда эволюционировала из углеродной звезды AGB. Масса центральной звезды была рассчитана примерно в 0,57 солнечных масс, в то время как масса ее звезды-предшественника оценивается в 1,25–1,55 солнечных масс.

Подводя итоги, авторы статьи подчеркнули, какие последствия их исследование имеет для нашего понимания эволюции пост-AGB звезд.

«В заключение мы впервые продемонстрировали надежную, прямую, светскую эволюцию CSPN за беспрецедентный 130-летний период времени. Это предоставляет важный новый индикатор для эволюции пост-AGB звезд. Из этого следует, что при солнечной металличности нижний порог массы для образования углеродных звезд может потребовать дополнительного рассмотрения», — заключают исследователи.

Больше информации: Albert A. Zijlstra et al., The Secular Evolution of Planetary Nebula IC 418 and Its Implications for Carbon Star Formation, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf62b