Сатурн е икона. В Слънчевата система няма нищо друго подобно и е нещо, което дори децата разпознават. Но има далечен обект, който астрономите наричат мъглявината на Сатурн, тъй като отдалеч прилича на планетата, с изразената си пръстеновидна форма.
Мъглявината Сатурн няма отношение към планетата, освен по форма. Намира се на около пет хиляди светлинни години, така че в малък задния двор телескоп прилича на планетата. Но когато астрономите тренират големи телескопи върху него, илюзията се разпада.
Учени от испанския институт Astrofísica de Canarias (IAC) бяха част от скорошно проучване на мъглявината на Сатурн. Техният документ, наречен „Образно спектроскопично изследване на планетарната мъглявина NGC 7009 с MUSE“, е публикуван в списанието Astronomy and Astrophysics. Това е първото подробно проучване на галактическа планетарна мъглявина с интегрирания полев спектрограф MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) на много големия телескоп (VLT) на ESO. Водещ автор на изследването е Джеръми Уолш, изследовател в Европейската южна обсерватория (ESO), дом на VLT.
Мъглявината Сатурн е планетна мъглявина, злощастно име за този тип обекти. Планетарната мъглявина няма нищо общо с планетите и всичко общо със звездите. Планетна мъглявина всъщност е звезден остатък: Ярък, блестящ труп, останал след като звезда изчерпа гориво и умира. Остава сложна структура от облаци с различни температурни газове, осветени от бяло джудже в центъра.
Те бяха наречени планетна мъглявина, когато бяха видяни за първи път през телескопи, защото на разстояние те приличат на газовите гиганти в нашата собствена Слънчева система. За съжаление името се е залепило, объркващо астро-любопитните оттогава.
Мъглявината Сатурн, или NGC 7009, както е известно, е една от най-сложните планетарни мъглявини там и тази сложност я прави интригуващ обект на изследване за астрономите и астрофизиците. Защо не би било? Просто го погледнете.
Това ново проучване е първият път, когато инструментът MUSE на VLT е използван за изследване на галактическа планетарна мъглявина. Астрономите, участващи в изследването, казват, че MUSE е разкрил неочаквана сложност в мъглявината на Сатурн.
Самата мъглявина се състои от газ и прах, изхвърлен от червена гигантска звезда в края на живота си, осветен от лявото над бялото джудже в центъра му. Астрономите знаят това, защото могат да видят целия процес, разигран в други звезди по небето, на различни етапи от живота. Но това, което те не знаят, е подробността в историята на формирането на планетна мъглявина. И не искат да не знаят.
Инструментът MUSE на VLT е идеален за работа като тази.
MUSE има мощната способност да усеща интензивността на светлината като функция от нейния цвят или дължина на вълната във всеки от пикселите в своите изображения. В едно изображение MUSE може да получи 900 000 спектра от миниатюрни петна на небето. Той може да улавя изображения на обекти като планетарната мъглявина в три измерения, а астрономите използваха цялата тази информация, за да разкрият неочаквана сложност в мъглявината на Сатурн. Те откриха серия от структури, свързани с различни атоми и йони.
„Проучването разкри, че тези структури представляват реални разлики в свойствата в мъглявината, като по-висока и по-ниска плътност, както и по-високи и по-ниски температури“, обяснява Джеръми Уолш, изследовател в Европейската южна обсерватория (ESO) и първи автор на учат. Уолш съобщава, че едно от последствията е, че „историческите - и по-прости - проучвания, базирани на морфологичния вид на планетарните мъглявини, изглежда, сигнализират за важни връзки с основните условия в газа.“
Използвайки силата на инструмента MUSE и VLT, екипът зад изследването разкри данни, показващи, че газът в тази мъглявина в никакъв случай не е равномерен. Тяхната хартия очертава газообразни и прахови образувания в мъглявината от четири температури и три плътности.
Ана Монреал Иберо, втори автор на статията и изследовател в IAC, отбеляза наличието и разпределението на водород и хелий в мъглявината на Сатурн. Водородът и хелият са двата най-изобилни елемента във Вселената и техните характеристики в мъглявината са от решаващо значение за разбирането на образуването на обекта и смъртта на червения гигант, който го е създал.
Относно водорода, Иберо каза: „Наличието на прах в мъглявината също може да се изведе от промяната в цвета между различните емисионни линии на водород, чийто очакван цвят може да бъде определен чрез атомната теория. Екипът ни откри, че разпределението на праха в мъглявината не е равномерно, но показва спад на ръба на вътрешната газова обвивка. Този резултат предполага резки промени в изхвърлянето на прах по време на последните смъртоносни дрънкалки на слънчевата звезда или, алтернативно, на местното образуване на прах и унищожаване. "
Когато става дума за хелий, настоящата теория на мъглявините казва, че разпределението му в планетарна мъглявина трябва да е равномерно. За да тестват това, авторите са използвали MUSE данни, за да картографират хелия в мъглявината на Сатурн. Те откриха вариации, които следват морфологията на обвивката на мъглявината. „Това означава, че настоящите методи за определяне на хелий се нуждаят от подобрение или предположението, че изобилието е равномерно, трябва да бъде отхвърлено.“ казва Монреал Иберо.
Планетарната мъглявина са очарователни обекти. Техните, светещи, призрачни воали от газ и прах са неустоими за окото. Това е първият път, когато MUSE е използван за изучаване на планетарна мъглявина и въпреки че красотата на обекта е малко хипнотизираща, това е основната наука, която заинтригува астрономите и астрофизиците.
Авторите на доклада признават, че в някои отношения те представят само ограничен брой анализи. Но работата им показва, че инструментът MUSE е пълен с потенциал. Както се казва в заключението на доклада им, „Наблюденията демонстрират огромния потенциал на този инструмент за усъвършенстване на оптични спектроскопски изследвания на разширени емисионни мъглявини.“
- Прессъобщение на IAC: „Мъглявината Сатурн разкрива своята сложност“
- Прессъобщение на ESO: „Странните структури на мъглявината на Сатурн“
- Документ за изследване: Образно спектроскопско изследване на планетарната мъглявина NGC 7009 с MUSE
- Запис в Уикипедия: Мъглявина Сатурн
- Уеб страница на ESO: МУЗЕЕН мулти единичен спектроскопичен изследовател
