Астрономы впервые увидели, как остатки звезды растворяются в космосе

Туманность Улитка (NGC 7293) — одна из самых близких к Земле планетарных туманностей: она расположена примерно в 650 световых годах от нас. Такие объекты формируются на закате жизни звезды, похожей на Солнце, когда она сбрасывает свои внешние слои, оставляя после себя плотный белый карлик. Выброшенный при этом газ медленно расходится в пространстве, но что происходит с ним на финальных стадиях, было неясно.

Ударные волны как ключ к разгадке

Используя телескопы MOTHRA, чувствительные к слабому свечению разреженного газа, исследователи получили изображения, на которых видны 22 дугообразные структуры на восточной стороне туманности. Эти дуги возникают перед плотными сгустками газа, которые мчатся сквозь межзвездную среду со скоростью около 40 километров в секунду. Сталкиваясь с окружающим веществом, они создают ударные волны, распространяющиеся со скоростью примерно 85 километров в секунду.

Сравнивая дуги на разных расстояниях от центра туманности, астрономы обнаружили поразительную картину: ближние ударные волны были большими, тонкими и четкими, а дальние становились меньше и распадались на фрагменты. Размер дуг, измеренный по степени их изгиба, уменьшался почти в сто раз по мере удаления от белого карлика.

Разрушение за 10 тысяч лет

Расчеты показали, что плотные сгустки вещества, образовавшиеся после распада оболочки звезды, теряют способность сохранять свою форму примерно за 10 тысяч лет. Наблюдаемая картина отражает постепенное разрушение древней газовой оболочки, которую звезда сбросила еще до образования туманности.

Авторы работы, опубликованной в журнале Nature, полагают, что подобные компактные ударные волны могут возникать и на окраинах других планетарных туманностей. Найти их станет проще после завершения строительства MOTHRA — комплекс сможет наблюдать слабое свечение разреженного газа и искать такие структуры по всему небу.

Это открытие помогает понять, как вещество, выброшенное умирающими звездами, — от газа до тяжелых химических элементов — возвращается в межзвездное пространство. Со временем этот материал смешивается с окружающим газом и может войти в состав новых звезд и планет, замыкая космический круговорот вещества.