Mgławica planetarna NGC 1514 w obiektywie teleskopu Jamesa Webba

Zdjęcie w tle: NASA, ESA, CSA, STScI, Michael Ressler (NASA-JPL), Dave Jones (IAC)

Mgławica planetarna NGC 1514, położona około 1500 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Byka, jest badana przez astronomów od końca XVIII wieku. Pierwszym z nich był jej odkrywca, William Herschel. Jego próby rozdzielenia na pojedyncze gwiazdy w obrębie jednej gromady tego, co zobaczył, się nie powiodły – był to pierwszy obiekt na niebie wyglądający na naprawdę zachmurzony. Badacz zapisał to w 1790 roku.

Obecnie obraz mgławicy jest znacznie wyraźniejszy. Przyczyniły się do tego dane w podczerwieni pochodzące z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, za pomocą którego zostało wykonane zdjęcie obiektu (widoczne poniżej). Okazało się, że jego pierścienie, możliwe do zobaczenia jedynie w świetle podczerwonym, przypominają ułożone w splątane wzory „rozmyte” skupiska. Natomiast sieć bardziej wyraźnych otworów znajdująca się w pobliżu centralnych gwiazd, ukazuje miejsce przebicia się szybszej materii.

Mike Ressler, naukowiec i badacz pracujący nad MIRI (Mid-Infrared Instrument) Webba w położonym w południowej Kalifornii Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, przyznał, że przed pojawieniem się teleskopu Webba niemożliwe było nie tylko zaobserwowanie wspomnianej materii w sposób tak wyraźny, ale przede wszystkim dostrzeżenie jej większej części. To właśnie Ressler odkrył w 2010 roku pierścienie wokół NGC 1514 poprzez zbadanie obrazu z WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).

„Dzięki danym z MIRI możemy teraz dokładnie analizować burzliwą naturę tej mgławicy”, stwierdził.

W centrum mgławicy znajdują się dwie gwiazdy, które w obserwacji Webba postrzegane są jako jedna, podkreślone lśniącymi pikami dyfrakcyjnymi i zakryte pomarańczowym łukiem pyłu. Podążają one po wydłużonej, wąskiej dziewięcioletniej orbicie.

W 2017 roku David Jones, naukowiec w Instytucie Astrofizyki na Wyspach Kanaryjskich, udowodnił, że w środku mgławicy znajduje się podwójny układ gwiazd. Jedna z nich niegdyś była kilka razy bardziej masywna od Słońca i to właśnie ona w największym stopniu przyczyniła się do stworzenia tego widoku. Według astronoma gwiazda zwiększała swoją objętość podczas ewolucji, odrzucając jednocześnie warstwy pyłu i gazu w postaci gęstego i bardzo powolnego wiatru gwiazdowego. Po wydaleniu swoich zewnętrznych warstw zostawiła po sobie jedynie gorące, zwarte jądro. Jest teraz białym karłem, dlatego jej wiatry gwiazdowe przyspieszyły i osłabły. Mogło to spowodować zgromadzenie materiału w formie cienkich powłok.

NASA, ESA, CSA, STScI, Michael Ressler (NASA-JPL), Dave Jones (IAC)

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba należący do NASA wykonał najdokładniejszy do tej pory obraz mgławicy planetarnej NGC 1514 dzięki swoim unikalnym obserwacjom w średniej podczerwieni. Webb ukazuje jej pierścienie jako misterne skupiska pyłu. Łatwiej jest również zobaczyć otwory wycięte w centralnym jasnoróżowym obszarze.

Według obserwacji Webba mgławica jest nachylona pod kątem 60 stopni, co sprawia, że wygląda jak puszka, z której wylewa się płyn. Dużo bardziej prawdopodobne jest jednak, że kształt NGC 1514 ma wygląd klepsydry z odciętymi końcami. Śladów zwężonej „talii” można się doszukiwać w pobliżu prawego dolnego i lewego górnego rogu – tam pył tworzy płytkie smugi w kształcie litery „V” i jest koloru pomarańczowego.

Jones wyjaśnia, co mogło się przyczynić do uformowania takich konturów:

„Podczas gdy gwiazda była w szczytowym momencie utraty materii, jej towarzysz mógł się do niej bardzo mocno zbliżyć”.

Dodał również, że skutkiem takiego spotkania może być powstawanie niespodziewanych kształtów i utworzenie pierścieni zamiast sfery.

Najlepiej zauważalne są kontury NGC 1514, jednak warto też wspomnieć o części trójwymiarowego kształtu klepsydry, jaką są jej „boki”. Mowa tu o półprzezroczystych, przyćmionych pomarańczowych chmurach między jej pierścieniami. Stanowią one ciało mgławicy.

NASA, ESA, CSA, STScI, NASA-JPL, Caltech, UCLA, Michael Ressler (NASA-JPL), Dave Jones (IAC)

Dwa obrazy NGC 1514 w podczerwieni. Po lewej obserwacja z Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) od NASA. Po prawej bardziej dopracowany obraz z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA.

Dwa wspomniane wcześniej pierścienie wydają się bardziej rozproszone u góry po prawej i u dołu po lewej ze względu na to, że w obserwacjach Webba oświetlone są nierównomiernie. Wyglądają też na nierówne lub rozmyte. Według Resslera w ich skład wchodzą głównie bardzo małe ziarna pyłu.

„Kiedy te ziarna uderza światło ultrafioletowe pochodzące z białego karła, nagrzewają się bardzo nieznacznie, co naszym zdaniem sprawia, że są wystarczająco ciepłe, aby zostać wykryte przez Webba w średniej podczerwieni”, mówi.

Co ciekawe, oprócz pyłu teleskop wykrył w różowym, grudkowatym środku obecność tlenu, głównie na krawędziach otworów bądź pęcherzyków.

Ponadto w innych mgławicach planetarnych powszechnie występują związki takie jak przypominające dym policykliczne węglowodory aromatyczne, węgiel oraz jego bardziej złożone wersje. W NGC 1514 jednak żadnego z nich nie wykryto. Wydzielona materia wymieszała się w orbicie dwóch centralnych gwiazd, co mogło sprawić, że rozbudowane cząsteczki nie miały czasu na uformowanie się. Zaś ze względu na uproszczoną strukturę światło z obu gwiazd dociera do bardziej oddalonych miejsc. Dlatego właśnie możemy zauważyć te podobne do chmur słabe pierścienie.

Widowisko widoczne na zdjęciach będzie się zmieniać jeszcze przez wiele tysiącleci, a formuje się już od co najmniej 4000 lat.

Korekta – Matylda Kołomyjec

The post Mgławica planetarna NGC 1514 w obiektywie teleskopu Jamesa Webba first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.