Космічний метелик вилітає з пилового кокону: астрофізики спостерігають за формуванням протопланетної туманності

Як формуються біполярні протопланетні туманності або метелики, як їх ще називають? Відповідь на це питання астрофізики знали тільки в теорії, але завдяки спостереженням за вмираючою зіркою із сузір'я Корми колишні допущення вдалося підтвердити і що більш важливо доповнити.

Зірка L2 Корми (L² Puppis, HD 56096), яка розташована за 200 світлових років, є найближчим до нас червоним гігантом. Все вказує на те, що життєвий цикл цього монстра наближається до свого кінця. Однак у Всесвіті ніщо не зникає безслідно і ніщо не з'являється з нізвідки. Речовина, накопичена червоним гігантом за мільярди років існування, стане вихідним будівельним матеріалом для майбутніх планет.

біполярна протопланетна туманність

Фотознімок зірки L2 Puppis і туманності-метелика, яка активно формується навколо неї, зробленний на найпотужнішому телескопі Європейської південної обсерваторії VLT з новітнім приймачем SPHERE.

Власне, процес формування протопланетної туманності почався вже давно і розміри кожного «крила метелика» - конусів речовини, які стрімко розширюються від центру, досягають вже декількох мільярдів км. Несподіванкою для астрофізиків стали розміри щільного газо-пилового диска, з якого формуються біполярні вирви, його внутрішній (ближній) край знаходиться значно далі, ніж це передбачалося в теорії - в 900 млн км від зірки, що трохи більше відстані Юпітера до Сонця.

протопланетная туманность типа бабочка

Той самий об'єкт, але фотографія зроблена з додатковим теплочутливим приймачем NACO, що дозволило закарбувати обриси диска речовини, що віддає матеріал на формування крил метелика.

У теорії необхідною умовою для формування протопланетної туманності є наявність зірки-компаньйона, проте поблизу з L2 Корми таку зірку довгий час виявити не вдавалося. Знайшли її зовсім нещодавно, застосувавши новий приймач SPHERE, змонтований на Дуже великому телескопі ESO, і передову адаптивно-оптичну техніку. Відкрите світило, як виявилося, складало з L2 дуже тісну бінарну систему, компоненти якої віддалені один від одного всього на 300 млн км (2 а.о.). Компаньйон, ймовірно, має той же спектральний клас, але більш скромні розміри.

Комбінація двох факторів, наявності достатньої кількості пилу і зірки-компаньйона поблизу масивного вмираючого світила є найважливішою умовою для утворення біполярної планетарної туманності. Найважливішою, але аж ніяк не достатньою! Щоб з пилового кокона вилетів космічний метелик, вдало повинні скластися ще безліч обставин.

Походження подібних симетричних туманностей - одна з головних і до недавнього часу практично нерозв'язних проблем астрофізики. Незважаючи на те, що нам випала безпрецедентна рідкісна можливість поспостерігати за цим процесом вважай в режимі реального часу, ми досі не розуміємо яким чином старі зірки віддають накопичені в їхніх надрах важкі елементи і зокрема метали, якими як відомо багаті планетарні системи, в тому числі і наша.

Говорить провідний автор дослідження П'єр Кервелла.

Справжнім одкровенням, за словами вчених, стало відкриття пари не дуже щільних конусів речовини, по одному на «крило». Усередині кожного конуса відбувається вельми неоднозначний процес - газ, захоплений з диска, повільно закручується спіраллю.

Ми, ймовірно, знайшли причини утворення цих загадкових структур (кожен конус, що цікаво, виник в наслідок різних взаємодій), але не розуміємо їх ролі в еволюції біполярних формувань.

Детальнішу інформацію стосовно дослідження можна знайти на офіційному сайті Європейської південної обсерваторії (ESO).

Евгений Мартыненко