Lehdistötiedote

Planetaaristen sumujen outo linjautuminen

4. syyskuuta 2013

Tähtitieteilijät ovat käyttäneet ESO:n NTT-teleskooppia ja NASA:n ja ESA:n Hubblen Avaruusteleskooppia tutkiakseen yli sataa planetaarista sumua galaksimme keskuspullistumassa. He havaitsivat, että tämän kosmisen perheen perhosen muotoisilla jäsenillä on tapana asettautua linjaan, mikä on yllättävä tulos ottaen huomioon niiden erilaiset historiat ja vaihtelevat ominaisuudet.

Oman Aurinkomme kaltaisen tähden elämän viimeisten vaiheiden seurauksena tähti puhaltaa uloimmat kaasukerroksensa ympäröivään avaruuteen muodostaen kohteita, jotka tunnetaan planetaarisina sumuina, joilla on laaja valikoima kauniita ja hätkähdyttäviä muotoja. Yksi tällaisten sumujen luokka, joka tunnetaan bipolaarisina planetaarisina sumuina, muodostaa aavemaisia tiimalasien tai perhosten muotoja emotähtiensä ympärille.

Kaikki nämä sumut muodostuivat erilaisissa paikoissa ja niillä on erilaisia ominaisuuksia. Yksittäiset planetaariset sumut tai ne muodostaneet tähdet eivät ole voineet vuorovaikuttaa muiden planetaaristen sumujen kanssa. Brittiläisen Manchesterin yliopiston tähtitieteilijöiden uusi tutkimus osoittaa nyt kuitenkin hämmästyttäviä samankaltaisuuksia joidenkin näiden sumujen välillä: monet niistä asettuvat taivaalla samalle linjalle [1].

"Tämä on todella yllättävä tulos ja, jos se on totta, hyvin tärkeä sellainen," selittää Bryan Rees Manchesterin yliopistosta, toinen tutkimusjulkaisun kirjoittajista. "Monilla näistä aavemaisista perhosista näyttäisi pitkä akseli olevan linjassa galaksimme tason kanssa. Käyttämällä kuvia sekä Hubblelta että NTT-teleskoopilta saatoime saada oikein hyvän kuvan näistä kohteista ja siten pystyimme tutkimaan niitä hyvin yksityiskohtaisesti."

Tähtitieteilijät havaitsivat 130 planetaarista sumua Linnunradan keskuspullistumassa. He tunnistivat kolme erilaista tyyppiä [2] ja katsoivat tarkasti niiden ominaisuuksia ja ulkonäköä.

"Siinä missä kaksi näistä populaatioista oli aivan odotustemme mukaisesti täysin sattumanvaraisesti suuntautuneina taivaalla, huomasimme kolmannen — bipolaaristen sumujen — osoittavan hämmästyttävää mieltymystä tietyntyyppiseen suuntautumiseen," sanoo tutkimusjulkaisun toinen kirjoittaja, Albert Zijlstra, myöskin Manchesterin yliopistosta. "Siinä missä mikä tahansa linjautuminen on yllättävää, on vieläkin odottamattomampaa havaita sellainen galaksin täpötäydessä keskustassa."

Planetaaristen sumujen ajatellaan muotoutuvan ne muodostavan tähtijärjestelmän pyörimisestä. Tämä riippuu kyseisen järjestelmän ominaisuuksista — esimerkiksi onko se kaksoistähti [3] tai onko sillä joukko planeettoja kiertolaisinaan, koska kumpikin tilanne saattaa suuresti vaikuttaa ulos puhaltuvan kuplan muotoon. Bipolaarisumujen muodot ovat kaikkein äärimmäisimpiä ja johtuvat luultavasti suihkuvirtauksista, jotka puhaltavat materiaa kaksoistähtijärjestelmästä kiertorataa kohtisuoraan suuntaan.

"Näille bipolaarisumuille näkemämme linjautuminen viittaa johonkin omituiseen keskuspullistuman tähtijärjestelmistä," selittää Rees. "Jotta ne linjautuisivat näkemällämme tavalla, nämä sumut muodostaneiden tähtijärjestelmien pitäisi kiertää kohtisuoraan ne muodostaneita tähtienvälisiä pilviä vastaan, mikä on hyvin omituista."

Vaikka ne alkuunpanevien tähtien ominaisuudet muotoilevatkin nämä sumut, tämä uusi löydös viitaa toiseen vieläkin mystisempään tekijään. Näiden monimutkaisten tähtiominaisuuksien lisäksi tulevat Linnunratamme ominaisuudet. Koko keskuspullistuma kiertää galaksin keskustaa. Tällä keskuspullistumalla saattaa olla suurempi vaikutus koko galaksiimme kuin aikaisemmin ajateltiin — magneettikenttien välityksellä. Tähtitieteilijät ehdottavat, että planetaaristen sumujen järjestelmällisen käyttäytymisen on saattanut aiheuttaa voimakkaiden magneettikenttien läsnäolo keskuspullistuman muodostuessa.

Koska tällaiset sumut lähempänä kotia eivät linjaudu samalla, järjestelmällisellä tavalla, näiden kenttien olisi täytynyt olla monia kertoja voimakkaampia kuin ne ovat nykyisessä naapurustossamme [4].

"Voimme oppia paljon tutkimalla näitä kohteita," päättää Zijlstra. "Jos ne todella käyttäytyvät näin odottamattomalla tavalla, sillä on seuraamuksia ei vain yksittäisten tähtien vaan koko galaksimme menneisyyteen."

Lisähuomiot

[1] Bipolaarisen planetaarisen sumun "pitkä akseli" kulkee perhosen siipien kautta, kun taas "lyhyt akseli" kulkee sen ruumiin kautta.

[2] Planetaaristen sumujen kuvien muodot luokiteltiin kolmeen ryhmään yleisen käytännön mukaisesti: sisäiseltä rakenteeltaan järjestäytyneisiin elliptisiin, sisäiseltä rakenteeltaan järjestäytymättömiin elliptisiin ja bipolaarisiin.

[3] Kaksoistähtijärjestelmä koostuu kahdesta tähdestä, jotka kiertävät yhteistä painovoimakeskipistettä.

[4] Hyvin vähän tiedetään oman galaksimme magneettikenttien alkuperästä ja ominaisuuksista, kun se oli nuori, joten on epäselvää ovatko ne tulleen ajan myötä voimakkaammiksi vai ovatko ne vähentyneet.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge", joka ilmestyy julkaisusarjassa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tutkimusryhmään kuuluvat B. Rees (Manchesterin yliopisto, Iso-Britannia), ja A. A. Zijlstra (Manchesterin yliopisto, Iso-Britannia). Bryan Rees ryhtyi myöhään tähtitieteen tutkijaksi. Hän päätti tehdä tohtorin tutkintonsa jäätyään eläkkeelle ja tässä esitelty työ on osa hänen väitöskirjatutkimustaan.

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• ESA:n Hubble-julkaisu
• Valokuvia NTT-teleskoopista

Yhteystiedot

Albert Zijlstra
University of Manchester
Manchester, UK
Puh.: +44 1613 063925
Sähköposti: a.zijlstra@manchester.ac.uk

Bryan Rees
University of Manchester
Manchester, UK
Puh.: +44 1612 754145
Sähköposti: bryan.rees@manchester.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media