eso1523uk — Науковий реліз

"Небесний метелик" виходить зі свого пилового кокону

SPHERE демонструє ранню стадію формування планетарної туманності

10 червня 2015 р.

Одна з найгостріших фотографій, наразі отриманих за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, вперше демонструє об'єкт, котрий схожий на зорю, процеси старіння якої формують планетарну туманність, подібну на метелика. Спостереження червоного гіганта L2 Корми в режимі ZIMPOL на недавно встановленому приладі SPHERE, також чітко свідчать про наявність другого близького до зорі об'єкта. Кінцеві стадії існування зірок і досі наповнені для астрономів багатьма таємницями, а походження подібних біполярних туманностей з їх складними структурами та химерними формами піскових годинників - у подвійній мірі. Даний новий режим зйомки означає, що VLT наразі є найгострішим астрономічним знаряддям для отримання прямих зображень.

Зоря L2 Корми, відстань до якої приблизно 200 світлових років, і котра є одним з найближчих до Землі червоним гігантом, як відомо вступає у завершальну фазу свого буття. Були проведені нові спостереження даної зорі у видимому світлі із використанням приладу SPHERE в режимі ZIMPOL за допомогою спеціальної адаптивної оптики, котра виправляє зображення значно краще, ніж стандартні системи адаптивної оптики, що дозволяє більш докладно побачити слабкі об'єкти та структури, близькі до яскравих джерел світла. Наразі ми маємо вперше опубліковані результати цього режиму спостережень, а також найдокладніші для такого типу зорі.

ZIMPOL може створювати зображення, які в три рази гостріші, ніж від Космічного Телескопа Хаббл (NASA/ESA). Нові спостереження у найменших подробицях показують, що пил оточує L2 Корми [1]. Вони підтверджують раніші дослідження, проведені з використанням NACO, але забезпечують набагато більш докладне зображення: навколо зорі є пиловий диск, котрий із Землі видно майже руба. Інформація, отримана із ZIMPOL від поляризованого світла зорі, також дозволила дослідній групі побудувати тривимірну модель її пилових структур [2].

Астрономи виявили, що внутрішній край пилового диска знаходиться за близько 900 мільйонів кілометрів від зорі - це трохи далі, ніж відстань від Сонця до Юпітера. Також виявилось, що той диск розширюється назовні, створюючи симетричну лійкоподібну структуру навколо зорі. Група також знайшла друге джерело світла за близько 300 мільйонів кілометрів від L2 Корми, що удвічі перевищує відстань від Землі до Сонця. Ймовірно, що та дуже близька зоря-компаньйон також виявиться червоним гігантом із трохи меншою масою, але на більш ранній стадії існування.

Поєднання великої кількості пилу навколо повільно згасаючої зорі, разом з наявністю зорі-компаньйона, означає, що це власне той тип системи, навколо якого може створитись біполярна планетарна туманність. Ці три елементи являються необхідними, але вони не є достатніми: потрібен ряд інших чинників, котрі повинні спонукати до подальшої появи "небесного метелика" з цієї "пилової лялечки".

П'єр Кервелла, провідний автор статті, пояснює: "Походження біполярних планетарних туманностей є одним з великих класичних завдань сучасної астрофізики. Особливим питанням є те, як власне зорі повертають свій "дорогоцінний корисний вантаж металів" назад у космос. Це важливий момент, оскільки ті метали будуть використовуватися для формування більш пізніх поколінь планетних систем".

На додаток до симетричного диска навколо L2 Корми, дослідна група виявила два конуса матерії, котрі піднімаються перпендикулярно до нього. Важливо відзначити, що з цих конусів виходять два довгих пасма матерії, які трохи вигнуті. Дослідивши точки виходів тих пасм, дослідники прийшли до думки, що ймовірно одне із них є продуктом взаємодії між речовиною із L2 Корми та випромінюванням і зоряним вітром від її зорі-компаньйона, у той час інше пасмо, що швидше за все, виникло від зіткнення зоряних вітрів від двох зірок, або ж спричинене акреційним диском навколо зорі-компаньйона.

Хоча тут досі багато чого потрібно глибше зрозуміти, є дві провідних теорії появи біполярних планетарних туманностей, котрі спираються на існування подвійної зоряної системи [3]. Нові спостереження свідчать, що обидві ці теорії "задіяні" у випадку із L2 Корми, із чого випливає, що існує велика ймовірність породження даною парою зірок "космічного метелика".

П'єр Кервелла укладає: "З оглядом на те, що період обертання зорі-компаньйона навколо L2 Корми становить всього кілька років, ми очікуємо побачити, як саме вона формує пиловий диск навколо червоного гіганта. В реальному часі можна буде простежити еволюцію структур пилу навколо зорі - таке буває вкрай рідко, через що є чудовою нагодою".

Примітки

[1] Система SPHERE/ZIMPOL використовує спеціальну адаптивну оптику для створення зображень, обмежених межею дифракції світла. Таким чином, вдалось наблизитись до цієї межі значно ближче, ніж у попередніх адаптивних оптичних інструментах, досягнувши до теоретичної межі телескопа, якби навколо нього не було атмосфери. Ця спеціальна "надзвичайна" адаптивна оптика дозволяє бачити набагато слабкіші об'єкти, які будуть досліджуватись дуже близько до яскравої зорі. Крім того, ці зображення приймаються у видимому світлі, тобто на коротших довжинах хвиль, ніж у діапазоні ближнього ІЧ-світла, в котрому головно працюють раніше створені системи адаптивної оптики. Ці два чинники сприяють до отримання значно чіткіших зображень, ніж їх VLT раніше отримував. Ще вищу розподільну здатність було досягнуто з VLTI, але інтерферометр не створює прямі зображення.

[2] Пил у диску дуже дієво розсіює світло зорі та поляризує його. Саме це дозволило дослідній групі створити тривимірну мапу пилової оболонки, використавши дані від ZIMPOL і NACO та модель диска на основі програмного пакету RADMC-3D для моделювання радіаційного переносу, котрий використовує даний набір параметрів пилу, щоб імітувати фотони, котрі поширюються через нього.

[3] Перша теорія полягає у тому, що під впливом зоряного вітру від зорі-компаньйона та світлового тиску, пил, викинутий головною зорею (котра перебуває у кінці свого існування) системи в її околиці, збирається на кільцевій орбіті навколо останньої. Після цього, будь-який викид матерії із головної зорі попадає під вплив цього диска, змушуючи речовину рухатись від зорі у вигляді двох протилежно спрямованих колон, перпендикулярних до диску.

Згідно другої теорії, більша частина речовини, що викидається із вмираючої зорі, притягується її компаньйоном, в результаті чого починає формуватись акреційний диск та двійко потужних струменів матерії. Решта матерії відкидається від вмираючої зорі силою її зоряного вітру, через що утворюється навколишня газопилова хмара, у котру й занурена подвійна система. Це відбувається таким же чином, як і для одинарних зірок. Новостворені біполярні струмені, що викидаються зорею-компаньйоном, несуть набагато більше енергії, ніж зоряний вітер від вмираючої зорі. В навколишній хмарі вони утворюють симетричні порожнечі з обох сторін, чим і пояснюється характерна форма біполярної планетарної туманності.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “The dust disk and companion of the nearby AGB star L2 Puppis”, by P. Kervella, et al., що вийшла в журналі Astronomy & Astrophysics за 10 червня 2015.

Науково-дослідна група у складі P. Kervella (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS/INSU, France; Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile; Observatoire de Paris, LESIA, France; 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 (Observatoire de Paris, LESIA, France) and A. Gallenne (Universidad de Concepción, Departamento de Astronomía, Concepción, Chile).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 16 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Польща, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо"

Посилання

Контакти

Oleh Malyi
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporizhia, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org

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

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

Connect with ESO on social media

Переклад прес-релізу ESO eso1523.

Про реліз

Реліз №:eso1523uk
Назва: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

Зображення

VLT/SPHERE image of the star L2 Puppis and its surroundings
VLT/SPHERE image of the star L2 Puppis and its surroundings
тільки на англійській
VLT/SPHERE and NACO image of the star L2 Puppis and its surroundings
VLT/SPHERE and NACO image of the star L2 Puppis and its surroundings
тільки на англійській
The star L2 Puppis in the constellation of Puppis
The star L2 Puppis in the constellation of Puppis
тільки на англійській
Wide-field view of the sky around the red giant star L2 Puppis
Wide-field view of the sky around the red giant star L2 Puppis
тільки на англійській

Відео

Zooming in on the red giant star L2 Puppis
Zooming in on the red giant star L2 Puppis
тільки на англійській

Також дивіться наші