Dzięki danym z Teleskopu Webba ujawniono złożoną strukturę mgławicy planetarnej NGC 1514, tworzoną od tysięcy lat przez układ podwójny gwiazd. Obserwacje w średniej podczerwieni pokazały pierścienie złożone z drobnego pyłu, dynamiczne wzory i ślady gwałtownych interakcji między gwiazdami, które ukształtowały tę niezwykłą kosmiczną scenę.
Gaz i pył wyrzucone przez umierającą gwiazdę w sercu NGC 1514 stały się bardziej wyraźne dzięki danym uzyskanym w średniej podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Jego pierścienie, które są wykrywane tylko w świetle podczerwonym, wyglądają teraz jak rozmyte skupiska ułożone w splątane wzory, a sieć wyraźniejszych dziur w pobliżu gwiazdy centralnej pokazuje, gdzie przebiła się szybsza materia.
Przed Webbem nie byliśmy w stanie wykryć większości tej materii, nie mówiąc już o obserwowaniu jej tak wyraźnie – powiedział Mike Ressler, badacz i naukowiec projektu Webba MIRI (Mid-Infrared Instrument) w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w południowej Kalifornii. Odkrył on pierścienie wokół NGC 1514 w 2010 roku, gdy zbadał obraz z Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Dzięki danym z MIRI możemy teraz kompleksowo zbadać burzliwą naturę tej mgławicy – powiedział.
Scena ta tworzy się od co najmniej 4000 lat – i będzie się zmieniać jeszcze przez wiele tysiącleci. W centrum znajdują się dwie gwiazdy, które na obrazach Webba wyglądają jak jedna i są wyróżnione błyszczącymi pikami dyfrakcyjnymi. Gwiazdy poruszają się po ciasnej, wydłużonej dziewięcioletniej orbicie i są otoczone łukiem pyłu przedstawionym na pomarańczowo.
Jedna z tych gwiazd, która była kilkakrotnie masywniejsza od naszego Słońca, odegrała główną rolę w tworzeniu tej sceny. Gdy ewoluowała, nadymała się, wyrzucając warstwy gazu i pyłu w bardzo powolnym, gęstym wietrze gwiazdowym – powiedział David Jones, starszy naukowiec z Instytutu Astrofizyki na Wyspach Kanaryjskich, który w 2017 roku udowodnił, że w centrum znajduje się układ podwójny gwiazd.
Gdy zewnętrzne warstwy gwiazdy zostały wyrzucone, pozostało tylko jej gorące, zwarte jądro. Jako biały karzeł, jej wiatry zarówno przyspieszyły, jak i osłabły, co mogło spowodować zmiecenie materii w cienkie powłoki.
Jej kształt klepsydry
Obserwacje Webba pokazują, że mgławica jest nachylona pod kątem 60 stopni, co sprawia, że wygląda jak puszka, z której się wylewa, ale znacznie bardziej prawdopodobne jest, że NGC 1514 przybiera kształt klepsydry z odciętymi końcami.
Co może wyjaśnić te kontury? Kiedy ta gwiazda była w szczytowym momencie utraty materii, towarzysz mógł się do niej bardzo, bardzo zbliżyć – powiedział Jones. Ta interakcja może prowadzić do kształtów, których byśmy się nie spodziewali. Zamiast tworzyć sfery, ta interakcja mogła uformować pierścienie.
Sieć rozproszonych struktur
Dwa pierścienie mgławicy są nierównomiernie oświetlone w obserwacjach Webba, wydając się bardziej rozproszone w lewym dolnym i prawym górnym rogu. Wyglądają również na rozmyte lub teksturowane. Uważamy, że pierścienie składają się głównie z bardzo małych ziaren pyłu – powiedział Ressler. Kiedy ziarna te są uderzane przez promieniowanie UV z białego karła, nagrzewają się nieznacznie, co naszym zdaniem czyni je wystarczająco ciepłymi, aby mogły zostać wykryte przez Webba w średniej podczerwieni.
Oprócz pyłu, teleskop ujawnił również tlen w jej zbitym, różowym środku, szczególnie na krawędziach bąbli.
NGC 1514 jest również godna uwagi ze względu na to, czego w niej nie ma. Węgiel i jego bardziej złożone wersje, podobne do dymu materiały znane jako wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, są powszechne w mgławicach planetarnych (rozszerzających się powłokach świecącego gazu wyrzucanego przez gwiazdy w późnym okresie ich życia). Żaden z nich nie został wykryty w NGC 1514. Bardziej złożone cząsteczki mogły nie zdążyć się uformować ze względu na orbitę dwóch gwiazd centralnych, które wymieszały wyrzuconą materię. Prostszy skład oznacza również, że światło obu gwiazd dociera znacznie dalej, dlatego widzimy słabe, podobne do chmur pierścienie.
A co z jasnoniebieską gwiazdą w lewym dolnym rogu, z nieco mniejszymi kolcami dyfrakcyjnymi niż gwiazdy centralne? Nie jest ona częścią tej mgławicy. W rzeczywistości gwiazda ta znajduje się bliżej nas.
Ta mgławica planetarna była badana przez astronomów od końca XVII wieku. Astronom William Herschel zauważył w 1790 roku, że NGC 1514 była pierwszym obiektem na głębokim niebie, który wydawał się naprawdę zamglony – nie mógł rozdzielić tego, co widział, na pojedyncze gwiazdy w gromadzie, tak jak w przypadku innych obiektów, które skatalogował. Dzięki Webbowi nasz widok jest znacznie wyraźniejszy.
NGC 1514 znajduje się w kierunku konstelacji Byka, około 1500 lat świetlnych od Ziemi.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
NASA
