Група дослідників на пару з випускником середньої школи реконструювала складні і загадкові згустки пилу і газу, з яких складається найвідоміший із зоряних «привидів» на небі — туманність котяче око.
Модель виявила механізми, які сформували деякі раніше незрозумілі аспекти структури туманності.
Туманність котяче око, також відома як NGC 6543, є планетарною туманністю. Однак вона взагалі не пов’язана з планетами; цей термін виник лише тому, що їх кругла форма нагадує планети візуально. Такі туманності – це те, що залишається після того, як зірка вичерпає паливо для згоряння і досягне кінця свого життя.
Хоча планетарні туманності мають спільні характеристики, туманність Котяче око є одним із найскладніших прикладів, виявлених на сьогодні. В цілому вона має круглу форму, але в її внутрішній частині переважає ромбоподібна структура, схожа на зіницю котячого ока, заповнена вузлами, раковинами і нитками.
Як народжуються туманності
Це також одна з найбільш вивчених туманностей на небі, але деякі аспекти її структури все ще викликають подив. Їх нелегко пояснити в рамках існуючої моделі формування планетарних туманностей, званої моделлю взаємодіючих зоряних вітрів. Згідно з цією моделлю, зірка роздувається до червоного гіганта (як Бетельгейзе) і створює повільний зоряний вітер, який виштовхує зоряний матеріал у космос. Потім, наприкінці цього етапу життя, зірка викидає свій зовнішній матеріал у космос, а ядро, яке більше не підтримується зовнішнім тиском ядерного синтезу, руйнується під дією сили тяжіння, утворюючи білий карлик.
Дуже гарячий білий карлик генерує швидкий зоряний вітер, який врізається в матеріал при більш повільному вітрі, струшуючи газ і створюючи оболонки. Однак майже ідеально симетрична біполярна форма туманності котяче око не відповідає цій моделі.
Нові дослідження
Райан Клермонт, який планує вступити до Стенфордського університету, заручився допомогою астрономів Вольфганга Штеффена з Національного автономного університету Мексики та Ніко Конінга з Університету Калгарі в Канаді та використовував програмне забезпечення для астрофізичного моделювання SHAPE, щоб деконструювати те, що відбувається всередині центральної області туманності котяче око.
Тривимірна модель, яку вони побудували, виявила щось цікаве: спіралеподібні кільця газу високої щільності, частково обгорнуті навколо зовнішньої оболонки туманності, симетрично розташовані навколо двох її пелюсток. Ця симетрія говорить про те, що кільця є результатом високошвидкісних струменів, викинутих з полюсів зірки в центрі котячого ока. Оскільки зірка, яка їх породила, розгойдувалася, як верхівка — рух, який називається обертальною прецесією — це призвело до того, що струмені вийшли у формі спіралі.
Їх незавершеність означає, що струмені вивергалися лише на короткий час, перш ніж були перервані.
Єдиним відомим об’єктом, який може створити прецесійний струмінь у планетарній туманності, є двійкова зірка. Зірка в центрі котячого ока вважається зіркою типу Вольфа-Райє, ще не зовсім білим карликом, але не за горами, все ще втрачає масу в міру спалювання останніх запасів палива. Такі зірки в поєднанні з іншою зіркою можуть створювати справді вражаючі туманності.
Попередні дослідження припускали, що в серці туманності котяче око може ховатися подвійний компаньйон. Це відкриття підтримує цю інтерпретацію. Майбутні спостереження та аналіз зможуть врахувати цю модель, щоб краще інтерпретувати дивну динаміку цього чарівного привида згаслої зірки.