Wiatr gwiazdowy wskazuje jak mgławice planetarne uzyskują swoje oszałamiające kształty

Niektóre gwiazdy w swoich zamierzeniach pozostawiają po sobie piękne mgławice planetarne – dyski, spirale, a nawet chmury pyłu i gazu w kształcie motyla.

W jaki sposób te fantastycznie ukształtowane chmury powstają z okrągłych gwiazd, pozostaje tajemnicą. Nowe obserwacje czerwonych olbrzymów sugerują, że masywne planety lub inne obiekty krążące wokół umierających gwiazd pomagają wzniecać wiatry gwiazdowe i kształtować mgławice planetarne, donoszą naukowcy w Science 18 września .

„Zastanawialiśmy się, jak gwiazdy mogą uzyskać te piękne kształty” – mówi Leen Decin, astrofizyk z KU Leuven w Belgii. Dlatego ona i jej koledzy zbadali 14 gwiazd w fazie czerwonego olbrzyma, zanim staną się mgławicami planetarnymi. Dane z Atacama Large Millimeter / submillimeter Array w Chile ujawniły, że wiatry gwiazdowe – szybko poruszające się przepływy gazu, pyłu i cząstek subatomowych, takich jak protony – wyrzucane z czerwonych olbrzymów mają różne kształty, w tym spirale, dyski i stożki.

Obliczenia matematyczne ujawniły, że masa i orbity pobliskich obiektów, takich jak planety lub inna gwiazda, mogą kształtować te gwiezdne wiatry. Na podstawie obliczeń naukowcy przeprowadzili również symulacje 3-D. Zespół odkrył, że kształty wiatru gwiezdnego stworzone w symulacjach w dużej mierze odpowiadają kształtom zaobserwowanym podczas obserwacji. Prędkość wiatru i to, jak szybko czerwony olbrzym traci masę, gdy powoli umiera, również odgrywają rolę w tworzeniu tych kształtów.

Ponieważ kształty mgławic planetarnych przypominają kształty tych wiatrów, naukowcy doszli do wniosku, że te same siły wpływają na ostateczny kształt mgławicy na długo przed powstaniem samej mgławicy. „Akcja kształtowania się nie zachodzi, gdy gwiazda staje się mgławicą planetarną”, mówi Decin, ale dzieje się to już setki tysięcy do milionów lat wcześniej, podczas fazy czerwonego olbrzyma. Oznacza to, że można przewidzieć kształty mgławic planetarnych na długo przed ich utworzeniem – mówi.

Niektóre starzejące się czerwone olbrzymy wytwarzają wiatry gwiezdne o różnych kształtach, w tym dyski i spirale, jak pokazano na tych sztucznych kolorach. (Czerwony to gwiezdny wiatr odchodzący od Ziemi; niebieski to gwiezdny wiatr poruszający się w kierunku Ziemi). WSZYSTKIE ZDJĘCIA: L. DECIN ET AL / SCIENCE 2020, ALMA / ESO

Uchwycenie nowych zdjęć za pomocą tego samego teleskopu z „wielką szczegółowością i wysoką rozdzielczością” daje naukowcom możliwość porównania wiatrów tych umierających gwiazd, mówi Quentin Parker, astrofizyk z Uniwersytetu w Hongkongu. Mówi, że nawet gdy naukowcy patrzą na różne gwiazdy, wydaje się, że istnieją pewne wspólne przyczyny różnych kształtów widocznych na wiatrach.

Jednak czasami jest zbyt dużo czasu między fazą czerwonego olbrzyma a fazą mgławicy planetarnej, aby bezpośrednio połączyć te dwie fazy, mówi Parker. „Chociaż obiekty towarzyszące mogą rzeczywiście odgrywać główną rolę w kształtowaniu zarówno czerwonych olbrzymów, jak i mgławicy planetarnej”, mówi, nie oznacza to, że te wiatry gwiezdne zawsze można wykorzystać do „przewidywania późniejszego wyglądu mgławicy planetarnej”.

Źródło: Curtis Segarra

L. Decin et al(Sub)stellar companions shape the winds of evolved starsScience. Vol. 369, September 18, 2020, p. 1497. doi: 10.1126/science.abb1229.

Zdjęcia: HUBBLE/NASA AND ESA

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x