A James Webb-űrtávcső középinfravörös detektora (Mid-Infrared Instrument, MIRI) új képet alkotott a Bika csillagképben található, tőlünk kb. 1500 fényévre lévő NGC 1514 jelű planetáris ködről, amelyen minden eddiginél részletesebben látszik a köd közepén lévő, haldokló csillag által kilövellt por és gáz gyűrűszerű elrendeződése. Ezt a dupla gyűrűs szerkezetet kizárólag az infravörös tartományon láthatjuk, így leképezésére tökéletesen alkalmas volt a szintén az infravörös hullámhosszakon működő James Webb-űrtávcső.

A James Webb-űrtávcső minden eddiginél részletesebb felvétele az NGC 1514-ről. (Forrás: NASA, ESA, CSA, STScI, Michael Ressler (NASA-JPL), Dave Jones (IAC))

„A James Webb-űrtávcső felbocsátása előtt ennek a por- és gázfelhőnek a nagy részét nem tudtuk detektálni” – nyilatkozott az NGC 1514 körüli gyűrűket felfedező Mike Ressler. A felfedezés egy másik űrtávcső, a Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) észlelései alapján történt 2010-ben, most azonban lehetőség nyílt arra, hogy az akkorinál jóval részletesebben megvizsgáljuk a planetáris köd szerkezetét.

A kutatók szerint az új felvételeken látott, gyűrűszerű struktúra kialakulása legalább 4000 évet vett igénybe, és további évezredeken keresztül folytatódik majd. A planetáris köd közepén két csillag található, amelyek a James Webb-űrtávcső felvételén összemosódnak. A számítások alapján ezek a gravitációsan egymáshoz kötött csillagok 9 év alatt kerülik meg egymást elnyúlt pályájukon, és egy, a WISE felvételén narancssárga színnel jelölt porgyűrű öleli körül őket.

Azt, hogy a rendszer középpontjában valójában egy kettőscsillag található, David Jones fedezte fel 2017-ben. A kutató szerint a porgyűrűért a két csillag közül a nagyobb tömegű a felelős, amely eddigi fejlődése során felfúvódott, és lassú csillagszél formájában lefújta külső burkait. Miután ezektől a külső rétegektől megszabadult a csillag, mindössze annak magja maradt meg, egy kompakt fehér törpecsillag formájában. Ezután a csillagszéllel kevesebb anyag távozott, de maga a távozási sebesség megnőtt, a képen látható, jellegzetes alakzatba sűrítve a korábban kilökött port és gázt.

Bal oldalt: a WISE felvétele az NGC 1514-ről. Jobb oldalt: a James Webb-űrtávcső felvétele a planetáris ködről. (Forrás: NASA, ESA, CSA, STScI, NASA-JPL, Caltech, UCLA, Michael Ressler (NASA-JPL), Dave Jones (IAC))

Homokóra-alakzat

Az űrtávcső felvételein a planetáris köd leginkább egy konzervdobozhoz hasonlít, ám a vizsgálatok alapján ez csak a 60 fokos rálátási szög következménye: valójában az NGC 1514 inkább olyan alakú lehet, mint egy homokóra, amelynek levágták a tetejét, illetve az alját. A homokóra karcsú „derekára” az űrtávcső képének bal felső, illetve jobb alsó részén láthatunk utalásokat, ahol a narancssárga színnel jelölt por V-alakzatot vesz fel.

De vajon mi alakíthatta ki ezt az érdekes alakzatot? A legelfogadottabb magyarázat szerint a homokórába rendeződő gázanyagért a rendszerben lévő, kisebb tömegű társcsillag a felelős: amikor a nagyobb tömegű csillag lefújta külső burkait, valószínűleg közel keringhetett hozzá társcsillaga, amellyel kölcsönhatott a ledobódó anyag. Ennek következtében az elvárt, gömbszimmetrikus struktúra helyett létrejött a James Webb-űrtávcső képén látható alakzat. A felvételen az is szembeötlik, hogy a homokórának van széle is, amely a gyűrűkben látható, narancssárgával ábrázolt felhők formájában mutatkozik meg.

Az érdekes struktúra

A James Webb-űrtávcső felvételén látszik, hogy az anyag nem egyenletesen tölti ki a homokórát: a kép bal alsó és jobb felső sarkában az anyag ritkábbnak és elmosódottabbnak tűnik, mint a többi régióban. A kutatók szerint a szembeötlő gyűrűket apró porszemcsék alkotják, amelyek a rendszer középpontjában lévő fehér törpecsillagból érkező ultraibolya sugárzás hatására felmelegszenek, és így láthatóvá válnak a középinfravörös tartományon. A porgyűrű kimutatásán túl a csillagászoknak sikerült oxigént is azonosítani a rendszerben, mégpedig a központi régió környezetében.

Szintén érdekes az a tény is, hogy mi hiányzik az NGC 1514 környezetéből: a szén, illetve a szénből álló, bonyolultabb molekulák, például a sokgyűrűs aromás szénhidrogének (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH) a vizsgálatok alapján egyáltalán nincsenek jelen a ködben, annak ellenére, hogy ezek a molekulák egyébként igen gyakran jelen vannak más planetáris ködökben. Ennek valószínűleg az az oka, hogy a középpontban található két csillag kölcsönhatása miatt a csillagszél formájában ledobódott anyag részecskéi felkeveredtek, és így nem tudtak kialakulni az említett vegyületek.

Megjegyzendő, hogy a képen, a központi csillagtól balra lefelé látszik egy másik fényes, kék színű csillag is, amely valójában nem része az NGC 1514 rendszerének, hanem jóval közelebb van hozzánk.

Bár ezt a planetáris ködöt már az 1700-as évektől kezdve vizsgálják a csillagászok, a tudományos szenzációnak számító James Webb-űrtávcsőnek sikerült még több érdekes információt feltárni róla.

A cikk forrása: https://science.nasa.gov/missions/webb/with-nasas-webb-dying-stars-energetic-display-comes-into-full-focus/