Komunikat prasowy
Kosmiczne strugi wyjaśnione
Dziwna para starzejących się gwiazd rzeźbi spektakularny kształty mgławicy planetarnej
8 listopada 2012
Astronomowie korzystający z należącego do ESO Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) odkryli parę gwiazd okrążających się nawzajem w centrum jednego z najlepszych przykładów mgławicy planetarnej. Nowe wyniki potwierdzają długo dyskutowaną teorię o tym co kontroluje spektakularny i symetryczny wygląd materii wyrzucanej w przestrzeń kosmiczną. Rezultaty badań zostaną opublikowane w „Science” w numerze z 9 listopada 2012 roku.
Mgławice planetarne [1] to świecące bańki gazu wokół białych karłów – gwiazd podobnych do Słońca w końcowych stadiach swojego życia. Fleming 1 jest pięknym przykładem z uderzająco symetrycznymi dżetami [2], które wiją się w zawiły, zakrzywiony wzór. Znajduje się południowej konstelacji Centaura i została odkryta nieco ponad stulecie temu przez Williaminę Fleming [3], dawną pokojówkę, która została zatrudniona przez Harvard College Observatory, gdy wykazała zdolności do astronomii.
Astronomowie od dawna dyskutowali w jaki sposób tworzą się takie symetryczne dżety, ale nie osiągnięto konsensusu. Zespól badawczy prowadzony przez Henriego Boffina (ESO, Chile) połączył obserwacje Fleming 1 z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) z istniejącymi modelami komputerowymi, aby po raz pierwszy szczegółowo wyjaśnić w jaki sposób powstają takie dziwaczne kształty. Zespół użył należącego do ESO VLT do zbadania światła pochodzącego od gwiazdy centralnej. Okazało się, że Fleming 1 nie posiada tylko jednego, a ma aż dwa białe karły w centrum, okrążające się nawzajem co 1,2 dnia. Układy podwójne były już znajdowane w sercach mgławic planetarnych, ale systemy z dwoma białymi karłami są bardzo rzadkie [4].
„Pochodzenie pięknych i zawiłych kształtów Fleming 1 i podobnych obiektów jest kontrowersyjne od wielu dekad” mówi Henri Boffin. „Astronomowie sugerowali już wcześniej gwiazdę podwójną, ale zawsze przypuszczano, że w tym wypadku para będzie dobrze odseparowana, z okresem orbitalnym dziesiątek lat lub dłuższym. Dzięki naszym modelom i obserwacjom, które pozwoliły bardzo szczegółowo zbadać ten nietypowy system i zajrzeć bezpośrednio w serce mgławicy, odkryliśmy, że para znajduje się kilka tysięcy razy bliżej.”
Gdy gwiazda o masie do ośmiu mas Słońca zbliża się do końca swojego życia, traci swoje zewnętrzne otoczki i rozpoczyna utratę masy. Pozwala to gorącemu, wewnętrznemu jądru gwiazdy na silne promieniowanie, powodujące, że poruszający się od gwiazdy kokon gazu jasno świeci jako mgławica planetarna.
Podczas gdy gwiazdy są sferyczne, wiele mgławic planetarnych jest uderzająco złożona, z węzłami, włóknami i intensywnymi dżetami materii formującymi zawiłe wzory. Niektóre z najbardziej spektakularnych mgławic – w tym Fleming 1 – posiadają symetryczne struktury [5]. Dla tej mgławicy oznacza to, że materia wydaje się być wystrzeliwana z obu biegunów centralnego obszaru w strumieniach o kształcie litery S. Nowe badania pokazuje, ze wzory we Fleming 1 są wynikiem bliskiej interakcji pomiędzy parą gwiazd – zaskakującym ostatnim tchnieniem gwiezdnej pary.
“To najbardziej kompleksowy przypadek podwójnej gwiazdy centralnej, dla której symulacje poprawnie przewidziały jak to kształtuje otaczającą mgławicę – i to prawdziwie spektakularny sposób” wyjaśnia współautor Brent Miszalski z SAAO i SALT (RPA).
Para gwiazd w środku mgławicy jest niezbędna do wyjaśnienia obserwowanej struktury. Gdy gwiazdy starzeją się, to ekspandują i przez część czasu jedna wciela się w rolę gwiezdnego wampira, wysysając materię ze swojej towarzyszki. Materia ta następnie przemieszcza się w kierunku wampira okrążając go pod postacią dysku akrecyjnego [6]. Ponieważ obie gwiazdy okrążają się nawzajem, zatem obie oddziałują z dyskiem, powodując że zachowuje się on jak kręcący się bąk – rodzaj ruchu zwanego precesją. Ruch ten wpływa na zachowanie materii, która jest wypychana na zewnątrz z biegunów systemu w postaci dżetów. Badania potwierdzają, że precesujący dysk akrecyjny z układem podwójnym powoduje uderzająco symetryczne wzory wokół mgławic planetarnych takich jak Fleming 1.
Głębokie zdjęcia z VLT doprowadziły także do odkrycia pierścienia materii w wewnętrznej mgławicy. Tego rodzaju pierścienie istnieją także w innych rodzinach układów podwójnych i wydają się być odciskiem palców wskazującym na istnienie pary gwiazd.
„Nasze wyniki przynoszą dalsze potwierdzenie roli jaką odgrywa interakcja pomiędzy parami gwiazd na kształt, a być może nawet formę, mgławic planetarnych” podsumowuje Boffin.
Uwagi
[1] Mgławice planetarne nie mają nic wspólnego z planetami. Nazwa powstała w osiemnastym wieku, gdyż niektóre z tych obiektów przypominają dyski odległych planet gdy obserwuje się je przez małe teleskopy.
[2] Dżety to wypływy bardzo szybko poruszającego się gazu, które są wyrzucane z centralnych rejonów mgławicy planetarnej. Często są skolimowane – materia porusza się w równoległych strumieniach – co oznacza, ze rozpraszają się jedynie w niewielkim stopniu podczas przemieszczania się w przestrzeni kosmicznej.
[3] Fleming 1 została nazwana na cześć szkockiej astronom Williaminy Fleming, która odkryła obiekt w 1910 roku. Początkowo pracowała jako pokojówka dyrektora w Harvard College Observatory w latach 80. dziewiętnastego wieku, ale później została zatrudniona do obróbki danych astronomicznych w obserwatorium jako jeden z „harwardzkich komputerów”, grupy wykwalifikowanych kobiecych pracowników wykonujących matematyczne obliczenia i pracę biurową. Podczas swojej pracy odkryła – i uznano ją za odkrywczynię – liczne obiekty astronomiczne, w tym 59 mgławic gazowych, ponad 310 gwiazd zmiennych i 10 nowych. Obiekt Fleming 1 nosi także wiele innych oznaczeń, w tym PN G290.5+07.9, ESO 170-6 oraz Hen 2-66.
[4] Zespół zbadał gwiazdy za pomocą instrumentu FORS na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium ESO Paranal w Chile. Oprócz wykonywania zdjęć obiektu naukowcy rozdzielali także światło na składowe kolory, uzyskując informacje o ruchach, temperaturze i składzie chemicznych centralnego obiektu.
Gwiazdowy składnik główny i wtórny mają prawdopodobnie od 0,5 do 0,86 oraz od 0,7 do 1,0 masy Słońca. Zespół wykluczył możliwość, że są to „normalne” gwiazdy takie jak Słońce w układzie podwójnym, analizując światło od par gwiazd i badając jasność systemu. Gdy system obraca się, jego jasność zmienia się w niewielkim stopniu. Zwykła gwiazda zostałaby rozgrzana przez gorącego białego karła, a ponieważ stale zwrócona byłaby tą samą stroną do swojej towarzyszki (tak jak Księżyc w stronę Ziemi), prezentowałaby „gorącą i jasną” oraz „chłodną i ciemną” stronę, łatwo rozróżnialne jako regularne zmiany jasności. Centralne obiekty są więc najprawdopodobniej parą białych karłów – rzadki taki przypadek.
[5] W tym przypadku każda część mgławicy ma swoją kontrczęść w tej samej odległości od gwiazdy, ale w przeciwnym kierunku – rodzaj symetrii znany w kartach do gry w tradycyjnej talii.
[6] Tego rodzaju dysk powstaje gdy strumień materii uciekający od gwiazdy przekracza pewną granicę, znaną jako strefą Roche’a. W tej strefie cała materia jest grawitacyjnie związana ze swoją gwiazdą macierzystą i nie może uciec. Gdy strefa wypełni się i granica zostanie przekroczona, masa wycieka od gwiazdy i jest transferowana do sąsiedniego obiektu, na przykład do drugiej gwiazdy w układzie podwójnym, formując dysk twardy.
Więcej informacji
Wyniki badań zaprezentowano w artykule “An Interacting Binary System Powers Precessing Outflows of an Evolved Star”, H. M. J. Boffin et al., który ukaże się w czasopiśmie “Science” 9 listopada 2012 roku.
Skład zespołu badawczego: H. M. J. Boffin (Europejskie Obserwatorium Południowe, Chile), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory; Southern African Large Telescope Foundation, RPA), T. Rauch (Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Tübingen, Niemcy), D. Jones (European Southern Observatory, Chile), R. L. M. Corradi (Instituto de Astrofísica de Canarias; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Hiszpania), R. Napiwotzki (University of Hertfordshire, Wielka Brytania), A. C. Day-Jones (Universidad de Chile, Chile) oraz J. Köppen (Observatoire de Strasbourg, Francja).
W roku 2012 mija 50. rocznica utworzenia Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 40-metrowej klasy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.
Kontakt
Henri Boffin
ESO
Santiago, Chile
Tel.: +56 2 463 3126
E-mail: hboffin@eso.org
David Jones
ESO
Santiago, Chile
Tel.: +56 2 463 3086
E-mail: djones@eso.org
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org
Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO
oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org
O komunikacie
Komunikat nr: | eso1244pl |
Nazwa: | Fleming 1, PN G290.5+07.9 |
Typ: | Milky Way : Nebula : Type : Planetary |
Facility: | Very Large Telescope |
Instrumenty: | FORS2 |
Science data: | 2012Sci...338..773B |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.