Нова информация за формирането на планетарни мъглявини

                               

Модел на шокови спирални вълни при взаимодействието на масивна планета и умираща звезда


Астрономи от Университета Рочестър, Ню Йорк, където са някои от най-добрите специалисти по планетарните  мъглявини, обявиха, че малки звезди или огромни планети може да са отговорни за създаването на някои от най-красивите гледки в небето.

Иронията е, че терминът „планетарна“ мъглявина винаги се е смятал за грешно употребяван. Когато за пръв път са наблюдавани тези обекти преди 300 г., астрономите не знаели какво представляват и ги кръстили според приликата им с планетата Уран. Още през XIX век обаче астрономите разбрали, че това са огромни облаци прах, осветяван от умиращи звезди. Сега учените от Рочестърса открили, че планети или много малки звезди в орбита около старите звезди могат наистина да са отговорни за създаването на невероятния изглед на мъглявините.


РЕКЛАМА:

***

Екип астрономи, начело с Ерик Блекман, професор по физика и астрономия в Университета Рочестър, изучава ефекта на малка звезда, орбитираща умираща голяма звезда. Изследванията им бяха публикувани в Astrophysical Journal.

„Малко хора са изследвали как малка звезда, кафяво джудже или дори огромна планета могат да създадат различни типове мъглявини или дори да  променят химическия състав на праха около старата звезда“, разказва Блекман. „Такива малки обекти вероятно са често явление и могат да обяснят красивите форми на мъглявината.“

Повечето звезди със среден размер, като нашето Слънце, ще завършат живота си като планетарна мъглявина, твърди Блекман. Тази фаза трае само няколко десетки хиляди години – един нищожен миг, като се има предвид, че тези звезди живеят около 10 милиарда години. От 200 милиарда звезди в нашата галактика едва 1500 са идентифицирани във фаза на планетарна мъглявина.

Когато горивото на звездата започне да привършва към края на живота й, ядрото се свива, а обвивката се разширява и накрая най-външните пластове биват изхвърлени на милиони километри разстояние. Според Блекман при 1 от 5 случая разширяващият се материал запазва горе-долу сферичната си форма, но по често се разширява в нови фантастични форми.

Екипът от Рочестъризследва  ролята на малки обекти във формирането на планетарните мъглявини, когато „спътникът“ на умиращата звезда е в широка орбита на ръба на външните пластове прах, както и когато се намира в много близка орбита и е изцяло погълнат от външните слоеве. Блекман и някои други учени показват как когато малкият обект е в широка орбита около звездата, гравитационното му привличане започва да „дърпа“ материал от облака (смес от газ и прах), извивайки го в спирала, започваща от централната звезда. Прахът и газът се свиват все повече спираловидно, образуват се гребени като на морски вълни. Накрая около разширяващата се звезда се образува нещо като колан в тороиднаформа. Той блокира изхвърляните слоеве прах и с течение на времето този процес може да доведе до наистина невероятни форми, като например мъглявината Гира (M27 или NGC 6853).

„Първоначално искахме просто да направим модел на това разширяване под влиянието на бинарен спътник“, казва Блекман, „но Ричард Едгар откри, че спиралните вълни могат да се скъсват, отпускайки компресирана енергия, която е толкова голяма, че може да стопи материала в течни капчици.“

След това капките бавно се охлаждат дотолкова, че молекулите им се подреждат в кристални решетки. Според Блекман техните проучвания отговарят на въпроса защо някои астрономи откриват следи от кристални образувания около умиращи звезди преди да се образува мъглявина.

В случай че планетата орбитира толкова близко до главната звезда, че е изцяло обхваната от външните слоеве, тогава ни трябва нов модел. Блекман и екипът му симулират какво би станало, докато външните пластове забавят голямата планета или малката звезда спътник, и са стигнали до 3 възможни ситуации.

Първо, докато малкият обект „плува“ из материала, може да ускори въртенето му и да го изхвърли, оформяйки голям диск около екватора на звездата.

Втората възможност е пластовете да биват завъртани по-плавно и така вътрешните пластове да се въртят по-бързо  от външните. Това явление може да увеличи магнитното поле на звездата и материал да бъде изхвърлян от двата полюса като от джетове.

Третият възможен изход според Блекман е малкият спътник сам да бъде изхвърлен от джетовете на звездата. Това би станало, ако е прекалено малък и не самият той размества слоевете.

Гравитацията на главната звезда може да разбие планетата на парчета, докато орбитата й се смалява, образувайки диск от останки около звездата. Дискът би бил много турбулентен, въртящ се с различни скорости на различни места, което може да създаде ефект на магнитно динамо и отново материал да бъде изхвърлян с огромна скорост от полюсите на звездата. Разликата с предишния сценарий е, че в този случай джетовете ще изхвърлят и останки  от планетата.

Екипът сега изчислява с по-голяма точност динамиката на такова бинарно отношение и характеристиките на едно магнитно динамо. Те се надяват да разберат как тези динамота влияят на транспортирането на различни елементи в мъглявината, за да обяснят сложните химически характеристики, които астрономите наблюдават в планетарните мъглявини.

Оригинална статия: http://www.spacedaily.com/

Източник: Космическа Одисея

 

 

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: