6 Minutės
Gemini South teleskopas pristatė dramatišką naują Drugelio ūko (NGC 6302) vaizdą, skirtą pažymėti observatorijos 25-ąjį jubiliejų. Ši įspūdinga nuotrauka paryškina sudėtingą, spalvingą dujų kriauklę, kurią išspjovė mirštanti žvaigždė, ir aiškiai iliustruoja, kas laukia Saulės tipo žvaigždžių gyvenimo pabaigoje. Vaizdas ne tik imponuoja estetiškai, bet ir suteikia vertingos informacijos apie ūko morfologiją, cheminių elementų pasiskirstymą ir jonizacijos sąlygas, todėl jis yra svarbus tiek mokslinei bendruomenei, tiek visuomenės astronomijos švietimui.
Ryškus mirštančios žvaigždės portretas
NGC 6302, dažnai vadinamas Drugelio ūku dėl aiškiai matomų sparnų formos lobų, yra planetinis ūkas Skorpiono žvaigždyne. Nors tikslaus atstumo iki jo nustatyti sudėtinga dėl tarpžvaigždinio dulkių uždengimo ir matavimo ribų, dabartiniai vertinimai rodo, kad jis gali būti maždaug 2 500–3 800 šviesmečių nuo Žemės. Ūko centre stovi itin karštas baltasis nykštukas — atvira žvaigždės šerdis, likusi po išorinės apvalkalo išmetimo fazės. Ši liekana buvusi žvaigždė prieš milijonus metų buvo masyvesnė už Saulę, o dabar jos branduolio liekana skyla plika akimi tik per instrumentus, kurie fiksuoja ultravioletinę ir optinę šviesą.
Planetiniai ūkai, tokie kaip Drugelio ūkas, pasižymi dideliu morfologiniu įvairove: nuo gana simetriškų apvalkų iki aiškiai bipolarinių arba daugiasluoksnių struktūrų. NGC 6302 yra vienas iš labiausiai išreikštų bipolarinių pavyzdžių — du išsiplėtę lukštai arba „sparnai“ išsiskleidžia palei ašį, o centre dažnai randama į trumpo periodo dujų srautus ir galimas dvisudėmis sistemos komponentas, kuri gali paaiškinti asimetrijas. Tokių objektų tyrimai leidžia rekonstruoti masės netekimo istoriją ir dinamiką, kuri vyko paskutinėse žvaigždės evoliucijos stadijose.
Ką reiškia spalvos
Gemini South pateiktame vaizde raudonos spalvos atspindi jonizuotą vandenilį, tuo tarpu mėlynos arba žydros tonacijos nurodo jonizuotą deguonį. Tokios spalvos dažnai gaunamos naudojant siauro spektro filtrus, pavyzdžiui H-alpha arba [N II] vandeniliui ir [O III] deguoniui, o vėliau sudaromas kompozitinis vaizdas. Tokio tipo „netikros“ arba pritaikytos spalvos leidžia aiškiai atskirti skirtingas plazmos sudedamąsias dalis, jos tankį ir temperatūrą bei atskleisti sluoksniuotą struktūrą, kurios žemo kontrasto detalės nebūtų matomos vien tik plika akimi.
Spalvinis žemėlapis taip pat padeda interpretuoti jonizacijos frontus: raudoni plotai žymi vietas, kur ultravioletinė spinduliuotė nuo centrinio baltojo nykštuko jonizuoja vandenilį, o mėlynesnės zonas rodo regionus, kuriuose dominuoja deguonies jonai. Centrinis baltasis nykštukas yra itin žiauriai karštas — paviršiaus temperatūra gali siekti apie 250 000 laipsnių Celsijaus, todėl jis skleidžia intensyvų ultravioletinį spinduliavimą, gebantį stripinti elektronus nuo atomų ir formuoti sudėtingus jonizacijos modelius. Tokios ekstremalios sąlygos ir greitos spinduliuotės kaitos paaiškina dramatišką ūko kontūrų raiškumą ir ryškias detales.
Be spalvų analizės, astronomai naudojasi spektrine informacija, kad nustatytų elementų santykius (pvz., deguonies, azoto, anglies kiekį), taip atskleidžiant žvaigždės branduolinės sintezės istoriją. Tokie duomenys yra svarbūs, kad suprastume, kaip cheminiai elementai, susintetinti žvaigždėje, vėl grįžta į tarpžvaigždinę terpę ir prisideda prie ateities planetų ir naujų žvaigždžių formavimo.
Kodėl tai svarbu astronomams — ir ką tai reiškia mūsų Saulei
Planetiniai ūkai, įskaitant Drugelio ūką, suteikia svarbią „momentinę nuotrauką“ žvaigždžių evoliucijos pabaigos etape žvaigždėms, kurių masė yra mažesnė už maždaug aštuonis Saulės kartus. Kai tokia žvaigždė išnaudoja savo branduolinį kurą, ji išsiplečia į raudonąjį milžiną ir praranda didelę dalį savo išorinių sluoksnių per stiprius vėjo ir masės netekimo epizodus. Atsiverčia branduolys, tampa baltuoju nykštuku — labai tankiu objektu, kuris spinduliuoja intensyvią ultravioletinę šviesą ir apšviečia prieš tai išmestas dujas.
NGC 6302 atveju baltasis nykštukas neša reikšmingą masės dalį — maždaug du trečdalius Saulės masės pagal tam tikras vertinimo metodikas — o jo ekstremali paviršiaus temperatūra lemia intensyvų jonizacijos poveikį. Planetinių ūkų laikotarpis yra palyginti trumpas astronominėje laiko skalėje: tipinės trukmės siekia keletą tūkstančių — iki dešimčių tūkstančių metų, todėl kiekvienas toks ūkas yra laikinas langas į masės netekimo dinamiką ir cheminių elementų grąžinimą į tarpžvaigždinę terpę.
Šie procesai yra svarbūs suprasti, kaip elementai, sintetinami žvaigždžių viduje, vėliau prisideda prie naujų žvaigždžių sistemas ir planetų susidarymo. Kitaip tariant, būtent per tokius etapus anglies, deguonis, azotas ir sunkesni elementai yra paskirstomi kosmoso molekulinėse debesyse. Tai turi tiesioginę reikšmę planetų cheminėms sudėtims ir galimai gyvybei, nes būtent šie elementai yra gyvybei reikalingų molekulių pagrindas.
Mąstant „žmogiškojo mastelio“ perspektyva, mūsų Saulė po maždaug penkių milijardų metų taip pat turėtų pereiti per planetinį ūką formuojančią fazę ir baigti kaip baltasis nykštukas. Tačiau neatitinkamai didžiausi NGC 6302 reiškiniai ir ekstremalūs centrinio objekto parametrai gali būti ryškesni nei tai, ką patirs mūsų Saulė; kiekviena žvaigždė turi savo evoliucinį kelią priklausomai nuo masės, cheminės sudėties ir galimų kompanionų buvimo.
Ši Gemini South nuotrauka taip pat leidžia atlikti kiekybinius vertinimus: tiriant ūko sparnų išsidėstymą, radio ir spektrinius matavimus galima nustatyti išsiplėtimo greitį, masės praradimo tėkmę ir energijos balansą tarp radiacinio ir kinetinio energijos srautų. Sudėtinės analizės, apjungiančios optinius vaizdus, infraraudonuosius matavimus ir radio duomenis, suteikia pilnesnį vaizdą apie dulkių dalelių vaidmenį slopinant ultravioletinę šviesą ir formuojant tolesnius molekulinius junginius. Tokie tyrimai yra būtini, kad galėtume sukurti fizinius modelius, paaiškinančius bipolinę morfologiją ir masės netekimo mechanizmus.
Apie vaizdą ir Gemini observatorijas
Šis vaizdas buvo atrinktas kaip Gemini South „First Light“ 25-mečio konkurso dalis — iniciatyvos, kuri įtraukė Čilės mokinius į reikšmingų astronominių tikslų fiksavimą. Gemini South stovi ant Cerro Pachón Čilės Anduose ir yra viena iš tarptautinės Gemini observatorijos dalių; Gemini North veikia Mauna Kea Havajuose. Abu teleskopus administruoja NOIRLab pagal JAV Nacionalinės mokslo fondo (NSF) koordinavimą, bendradarbiaujant su tarptautiniais partneriais iš Brazilijos, Kanados, Čilės ir Jungtinės Karalystės.
Gemini observatorijų struktūra ir technologinis pajėgumas leidžia atlikti itin didelės skiriamosios gebos optinius ir infraraudonuosius stebėjimus, o tai yra esminė priemonė tiriant smulkias nebularines detales. Instrumentai gali apimti siauro spektro kameras, integralinių lauko spektrografus ir adaptacinės optikos sistemas, kurios kompensuoja atmosfera sukeliamą vaizdo iškraipymą. Tokie instrumentai padidina gebėjimą išskirti plonų struktūrų kontrastą ir atlikti tikslius spektrometrinius matavimus, kurie identifikuoja atomines linijas ir tam tikrus jonizacijos parametrus.
Be estetinės vertės ir viešųjų ryšių funkcijos, ši observacija pabrėžia nuolatinį žemės paviršiaus optinių teleskopų mokslinį ir švietimo vaidmenį. Stebėjimai, atliekami tokiomis priemonėmis kaip Gemini South, yra būtini norint gilinti supratimą apie žvaigždžių mirtį, ūkų cheminę sudėtį ir dinamiką, kuri formuoja kosminius peizažus. Šie duomenys papildo erdvėje vykstančių procesų teorinius modelius ir suteikia praktinę medžiagą mokslo komunikacijai bei mokomajai veiklai švietimo įstaigose.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą