Kids

eso1523ru — Научный релиз

Небесная бабочка вылетает из своего пылевого кокона

Приемник SPHERE зарегистрировал самую раннюю стадию образования планетарной туманности

10 июня 2015 г.

На Очень Большом Телескопе ESO (VLT) с разрешением, рекордным для этого инструмента, получены изображения, на которых впервые можно видеть, как заканчивающая свой жизненный путь звезда порождает планетарную туманность, напоминающую очертаниями бабочку. При наблюдениях красного гиганта L2 Puppis, выполненных с недавно установленным на телескопе инструментом SPHERE в ZIMPOL-режиме, также выявлен второй объект, образующий с красным гигантом тесную пару. Финальные стадии жизни звезд продолжают оставаться во многом загадочными для астрономов. Это в еще большей степени относится к образованию вот таких биполярных туманностей с их сложной структурой и экзотической формой «песочных часов».

Звезда L2 Кормы находится примерно в 200 световых годах от нас – это один из ближайших к Земле красных гигантов. Ее звездная «жизнь» близится к концу. Новые наблюдения этой звезды в видимом свете были выполнены с приемником SPHERE в ZIMPOL-моде с использованием особой адаптивно-оптической техники, которая позволяет корректировать изображения гораздо лучше, чем обычная адаптивная оптика. В этом режиме слабые объекты и структуры, расположенные вблизи ярких объектов, могут быть видны с большим количеством подробностей. Публикуемые результаты являются первыми, полученными в этом режиме наблюдений, и самыми детальными из всех, выполненных для этого объекта.

Техника ZIMPOL позволяет получать изображения с разрешением, втрое превышающем разрешение Космического Телескопа Хаббла NASA/ESA. Структура пылевой оболочки, окружающей L2 Puppis, теперь видна во всех подробностях [1]. Новые результаты, прежде всего, подтвердили то, что уже было установлено наблюдениями с приемником NACO: пыль вокруг L2 Кормы образует диск, видимый с Земли почти точно с ребра. Подробная информация, полученная с ZIMPOL и дополненная поляризационными характеристиками, позволила исследователям построить трехмерную структурную модель пылевого диска [2].

Астрономы обнаружили, что внутренняя кромка пылевого диска лежит на расстоянии около 900 миллионов километров от звезды -- немного дальше, чем Юпитер от Солнца. Диск расширяется во всех направлениях от звезды, образуя симметричную воронкообразную структуру. Исследователи также выявили второй источник света на расстоянии около 300 миллионов километров от главной звезды – то есть, вдвое дальше от нее, чем Земля от Солнца. Этот очень близко расположенный к центральной звезде компаньон, по всей вероятности, тоже является красным гигантом несколько меньших массы и возраста, чем L2 Puppis.

Комбинация большого количества пыли вокруг медленно умирающей звезды и присутствия звезды-компаньона – именно то, что считается необходимым для формирования биполярной планетарной туманности. Необходимым, но не достаточным! Нужно еще удачное стечение множества дополнительных факторов, чтобы из пылевого кокона вылетела «небесная бабочка».

Главный автор статьи, Пьер Кервелла (Pierre Kervella), объясняет: “Происхождение биполярных планетарных туманностей – одна из знаменитых классических проблем современной астрофизики. В особенности важный вопрос – как именно звезды отдают в пространство накопленное в их недрах большое количество металлов. Ведь как раз в результате этого процесса и образуется материал для формирования более поздних поколений планетных систем”.

Кроме расширяющегося диска, исследователи обнаружили у L2 Кормы два конуса вещества, выходящих из диска перпендикулярно ему. Особенно интересно, что внутри этих конусов находятся два длинных, медленно закручивающихся газовых шлейфа. Изучив точки выхода этих шлейфов, наблюдатели заключили, что один из них, по всей вероятности, является продуктом взаимодействия между веществом, выброшенным из L2 Puppis, звездным ветром звезды-компаньона и световым давлением, а другой либо порожден столкновением звездных ветров от обеих звезд системы, либо связан с наличием аккреционного диска вокруг звезды-компаньона.

Хотя многое в этом вопросе еще непонятно, имеется две основных теории биполярных планетарных туманностей. Обе они исходят из того, что такие туманности образуются в двойных звездных системах [3]. Новые наблюдения согласуются с обеими теориями и подтверждают, что в системе L2 Кормы со временем должна возникнуть характерная туманность-«бабочка».

Пьер Кервелла заключает: “Учитывая, что период обращения звезды-компаньона в тесной двойной системе L2 Puppis составляет всего несколько лет, мы рассчитываем увидеть, как влияет эта звезда на форму диска вокруг красного гиганта. Мы, вероятно, сможем проследить эволюцию пылевых структур вокруг центральной звезды в реальном времени, что представляет собой крайне редкую и многообещающую возможность”.

Примечания

[1] Инструментальная система SPHERE/ZIMPOL использует специализированную адаптивную оптику для построения изображений с разрешением, ограниченным дифракционным пределом. Таким образом, удается значительно ближе подойти к теоретическим предельным оптическим возможностям телескопа, реализуемым в отсутствие атмосферы, чем это было возможно с предыдущими адаптивно-оптическими устройствами. Специализированная адаптивная оптика также позволяет наблюдать значительно более слабые объекты в непосредственной близости от яркой звезды. К тому же, эти изображения получаются в видимом свете, то есть на более коротких световых волнах, чем в ближней инфракрасной области, в которой в основном работали более ранние системы адаптивной оптики. В результате на VLT получены гораздо более четкие изображения, чем прежде. Интерферометр VLTI достигает еще большего пространственного разрешения, но интерферометр не строит прямых изображений.

[2] Пыль, находящаяся в диске, эффективно рассеивает свет звезд и поляризует его. Именно это и позволило исследователям создать трехмерную карту оболочки, использовав для этого данные приемников ZIMPOL и NACO и модель диска, основанную на программном пакете моделирования переноса излучения RADMC-3D. В программу вводятся физические параметры пыли, а затем моделируется прохождение фотона через эту среду.

[3] Первая теория заключается в том, что под воздействием звездного ветра от звезды-компаньона и светового давления пыль, выброшенная в пространство главной звездой системы, находящейся в конце своей эволюции, концентрируется на кольцевой орбите вокруг главной звезды. После этого любой выброс вещества главной звездой направляется (коллимируется) воздействием этого диска: это вещество движется от звезды и образует две противоположно направленных колонны, перпендикулярных диску.

Согласно второй теории большая часть вещества, выбрасываемого умирающей звездой, аккрецируется, то есть притягивается близлежащей звездой-компаньоном, в результате чего начинает формироваться аккреционный диск и пара мощных струйных выбросов -- джетов. Оставшееся вещество отбрасывается от умирающей звезды силой ее звездного ветра, из-за чего образуется газо-пылевое облако, в которое погружена двойная система – таким же образом, как это происходит и в одиночных звездах. Биполярные джеты, выбрасываемые звездой-компаньоном, несущие гораздо больше энергии, чем звездный ветер умирающей звезды, образуют в окружающем облаке симметричные пустоты с обеих сторон, чем и объясняется характерная форма биполярной планетарной туманности.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “The dust disk and companion of the nearby AGB star L2 Puppis”, by P. Kervella et al., которая появится в выпуске журнала Astronomy & Astrophysics от 10 июня 2015 г.

Состав исследовательской группы: P. Kervella (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS/INSU, France; Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile; LESIA Observatoire de Paris, CNRS, UPMC; Université Paris-Diderot, Meudon, France), M. Montargès (LESIA, France;  Institut de Radio-Astronomie Millimétrique, St Martin d’Hères, France), E. Lagadec (Laboratoire Lagrange, Université de Nice-Sophia Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, France), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, Tucson, Arizona, USA), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), J. H. Girard (ESO, Chile), K. Ohnaka (Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), G. Perrin (LESIA, France) и A. Gallenne (Universidad de Concepción, Departamento de Astronomía, Concepción, Chile).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили как страна, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Pierre Kervella
Departamento de Astronomía, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Сотовый: +33 628 076 550
Email: pierre.kervella@obspm.fr

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1523.

О релизе

Релиз №:eso1523ru
Название:L2 Puppis
Тип:Milky Way : Star : Type : Variable
Milky Way : Nebula : Type : Planetary
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2015A&A...578A..77K

Изображения

Изображение звезды L2 Puppis и ее окрестностей, полученное на телескопе VLT с приемником SPHERE
Изображение звезды L2 Puppis и ее окрестностей, полученное на телескопе VLT с приемником SPHERE
Изображение звезды L2 Puppis и ее окрестностей, полученное на телескопе VLT с приемниками SPHERE и NACO
Изображение звезды L2 Puppis и ее окрестностей, полученное на телескопе VLT с приемниками SPHERE и NACO
Звезда L2 Puppis в созвездии Кормы
Звезда L2 Puppis в созвездии Кормы
Широкоугольный снимок области неба вокруг красного гиганта L2 Puppis
Широкоугольный снимок области неба вокруг красного гиганта L2 Puppis

Видео

«Полет» к красному гиганту L2 Кормы
«Полет» к красному гиганту L2 Кормы

Также смотрите наши