Введение

Астрономы сделали удивительное открытие, наблюдая за мертвой звездой в форме Небулы Гелиакса, которая возвращается в межзвездный газ, из которого она когда-то появилась. Это открытие позволяет нам лучше понять жизненный цикл звезд и их влияние на формирование новых звёздных систем.

Жизненный цикл звезд

Звезды могут существовать миллионы или даже миллиарды лет, но их жизнь не бесконечна. Когда звезда, подобная нашему Солнцу, достигает своего конца, она превращается в прекрасную планетарную туманность. Небула Гелиакса, расположенная на расстоянии 650 световых лет в созвездии Водолея, является ярким примером такой планетарной туманности.

Что происходит с Небулой Гелиакса?

Центральная звезда Небулы исчерпала запасы водорода, необходимого для ядерного синтеза в её ядре. Это привело к тому, что ядро начало сжиматься, а температура в внешних слоях звезды возросла, запуская реакции синтеза в этих слоях. В итоге звезда раздулась в красного гиганта, а затем её внешние слои отделились и расширились в космос, образовав Небулу Гелиакса. В то же время инертное ядро звезды сжалось и стало белым карликом.

Цикл звездной эволюции

По мере расширения туманности, она постепенно рассеивается в межзвездной среде (ISM), возвращая элементы, образованные внутри звезды, обратно в газовые облака. Эти облака в будущем станут колыбелью для нового поколения звезд. Однако астрономы никогда не видели, как остатки мертвой звезды поглощаются в ISM – до настоящего времени.

Неожиданное открытие

Группа под руководством Питера ван Доккума из Йельского университета проводила рутинную калибровку нового астрономического инструмента, известного как MOTHRA, в обсерватории Эль-Сауcе в Чили. Когда они использовали Небулу Гелиакса для калибровки, то обнаружили нечто неожиданное.

«Мы думали, что делаем калибровочное изображение одной из лучших известных туманностей на небе», – сказал Роберто Абрахам из Торонто. «Вместо этого мы нашли это удивительное сочетание дугообразных структур. Сразу стало ясно, что внешняя часть Небулы Гелиакса рассказывает историю, которая была в значительной степени упущена».

Структура Небулы

Небула Гелиакса имеет кольцеобразную форму и уже много раз изображалась как профессиональными обсерваториями, так и любительскими астрономами. Внешний край яркого кольца шириной 5,7 световых лет окружен еще более обширным облаком газа.

Команда обнаружила 22 полные или частичные дугообразные скопления газа в этом облаке, названные ударными волнами. Они возникают из-за движения объектов, сталкивающихся с другим веществом, в данном случае – с газовыми облаками, которые расширились из планетарной туманности и сталкиваются с ISM. Это похоже на волны, возникающие перед носом лодки в воде.

Эволюция газовых облаков

«Удары меняются в зависимости от расстояния от центральной звезды», – отметил Имад Паша из Dragonfly Focused Research Organisation. «Те, что ближе к центру, большие, тонкие и четко определенные. Дальше они становятся меньше, менее четкими и все более фрагментированными». Это свидетельствует о том, что чем глубже в ISM проникают скопления выброшенного материала звезды, тем больше они разрушаются и рассекаются.

Космическое наследие

Согласно оценкам команды, материал из планетарной туманности может существовать около 10,000 лет после столкновения с ISM, прежде чем будет полностью разрушен и поглощен. Звезды формируются из молекулярных газовых облаков, которые содержат элементы, произведенные предыдущими поколениями звезд.

Будущее нашего Солнца

Наше Солнечная система, включая Землю, образовалась 4,6 миллиарда лет назад из элементов, произведенных мертвыми звездами. Через еще пять миллиардов лет наше Солнце также исчерпает свои запасы водорода и претерпит аналогичный процесс, раздувшись в свою собственную планетарную туманность. «В далеком будущем Солнце пройдет через аналогичный процесс, и его материал войдет в тот же цикл», – говорит ван Доккум.

Заключение

Все элементы и молекулы, из которых состоит все вокруг, вернутся в Млечный Путь, и однажды они снова будут перерождены, начиная историю новой звездной системы. Какова будет эта история, остается только догадываться. Открытия, сделанные в Небуле Гелиакса, были опубликованы 12 августа в журнале Nature.