Сатурн - ікона. У Сонячній системі немає нічого іншого подібного, і це навіть щось, що діти визнають. Але є далекий об’єкт, який астрономи називають туманністю Сатурна, тому що здалеку він нагадує планету, за своєю яскраво вираженою кільцевою формою.
Туманність Сатурна не має ніякого відношення до планети, крім форми. Минуло близько п'яти тисяч світлових років, тож у невеликому задньому дворі телескоп він нагадує планету. Але коли астрономи тренують на ньому великі телескопи, ілюзія розпадається.
Вчені іспанського Інституту де Астрофізики Канарії (МАК) були частиною недавнього дослідження туманності Сатурна. Їх стаття під назвою "Візуалізація спектроскопічного дослідження планетарної туманності NGC 7009 з MUSE" була опублікована в журналі Astronomy and Astrophysics. Це перше детальне дослідження галактичної планетарної туманності за допомогою інтегрального польового спектрографа MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) на дуже великому телескопі ESO (VLT). Головний автор дослідження - Джеремі Уолш, науковий співробітник Європейської південної обсерваторії (ESO), будинку ВЛТ.
Туманність Сатурна - планетарна туманність, нещасна назва цього типу об’єктів. Планетні туманність не мають нічого спільного з планетами і все, що стосується зірок. Планетна туманність - це насправді зоряний залишок: яскравий сяючий труп, що залишився після того, як у зірки закінчилося пальне і вмирає. Залишилося складна структура хмар різних температурних газів, освітлених білим карликом в центрі.
Їх називали планетарними туманностями, коли їх вперше побачили через телескопи, оскільки на відстані вони схожі на газові гіганти у нашій Сонячній системі. На жаль, ім’я застрягло, з того часу бентежить астро-цікавих.
Туманність Сатурна, або NGC 7009, як відомо, є однією з найскладніших планетарних туманностей, і ця складність робить його інтригуючим об’єктом дослідження для астрономів та астрофізиків. Чому б цього не було? Просто подивіться на це.
Це нове дослідження - це вперше інструмент MUSE на VLT використаний для вивчення галактичної планетарної туманності. Астрономи, які беруть участь у дослідженні, кажуть, що MUSE виявив несподівану складність туманності Сатурна.
Сама туманність складається з газу та пилу, вигнаних червоною гігантською зіркою наприкінці свого життя, освітленою лівим білим карликом у центрі. Астрономи це знають, оскільки вони можуть бачити весь процес, який розігрується в інших зірках по всьому небу на різних етапах життя. Але те, чого вони не знають, - це деталь історії формування планетарної туманності. І вони не люблять не знати.
Інструмент MUSE на VLT ідеально підходить для такої роботи.
MUSE має потужну здатність відчувати інтенсивність світла як функцію його кольору або довжини хвилі у кожному з пікселів своїх зображень. В одному зображенні MUSE може отримати 900 000 спектрів крихітних ділянок неба. Він може захоплювати зображення предметів, як планетарна туманність, у трьох вимірах, а астрономи використовували всю цю інформацію для виявлення несподіваної складності туманності Сатурна. Вони знайшли ряд структур, пов'язаних з різними атомами та іонами.
"Дослідження показало, що ці структури представляють реальні відмінності у властивостях у туманності, такі як вища та нижча щільність, а також більш висока та нижча температура", - пояснює Джеремі Уолш, дослідник Європейської південної обсерваторії (ESO) та перший автор книги дослідження. Уолш повідомляє, що одне із наслідків полягає в тому, що "історичні та простіші дослідження, засновані на морфологічному появі планетарних туманностей, схоже, сигналізують про важливі зв'язки з основними умовами всередині газу".
Використовуючи потужність інструменту MUSE та VLT, команда дослідження виявила дані, що показують, що газ всередині цієї туманності аж ніяк не рівномірний. Їх папір відображає газоподібні та пилові субформації в межах туманності чотирьох температур і трьох щільностей.
Ана Монреаль Іберо, друга автор статті та дослідниця IAC, зауважила про наявність та розподіл водню та гелію в туманності Сатурна. Водень і гелій - два найпотужніші елементи у Всесвіті, і їх характеристики в туманності мають вирішальне значення для розуміння утворення об'єкта та загибелі червоного гіганта, який його створив.
Щодо водню, Іберо сказав: "Присутність пилу в туманності також може бути виведена із зміни кольору між різними лініями викидів водню, очікуваний колір якого можна визначити атомною теорією. Наша команда виявила, що розподіл пилу в туманності не рівномірно, але показує краплі на ободі внутрішньої газової оболонки. Цей результат говорить про різкі зміни у викиді пилу під час останніх грохотів зірки сонячного типу або, як альтернативу, про місцеве пилоутворення та руйнування ».
Що стосується гелію, то сучасна теорія туманностей говорить, що його розподіл у планетарній туманності має бути рівномірним. Щоб перевірити це, автори використали дані MUSE для картографування гелію в туманності Сатурна. Вони знайшли варіації, які слідували за морфологією оболонки туманності. "Це означає, що сучасні методи визначення гелію потребують вдосконалення або припущення про однорідність кількості має бути відхилено". каже Монреаль Іберо.
Планетні туманності - це захоплюючі об'єкти. Їх, світяться, примарні завіси газу і пилу непереборні для ока. Це перший раз, коли MUSE був використаний для вивчення планетарної туманності, і хоча краса об’єкта трохи зачаровує, це основна наука, яка заінтригує астрономів та астрофізиків.
Автори статті визнають, що вони представляють лише обмежений обсяг аналізу в деяких аспектах. Але їх робота показує, що інструмент MUSE наповнений потенціалом. Як говориться у висновку своєї праці, "спостереження демонструють величезний потенціал цього інструменту для просування оптичних спектроскопічних досліджень розширених туманностей викидів".
- Прес-реліз IAC: «Туманність Сатурна виявляє його складність»
- Прес-реліз ESO: "Дивні структури туманності Сатурна"
- Дослідницький документ: Візуалізаційне спектроскопічне дослідження планетарної туманності NGC 7009 за допомогою MUSE
- Запис у Вікіпедії: туманність Сатурна
- Веб-сторінка ESO: Спектроскопічний провідник MUSE Multi Unit
