Naukowcy po raz pierwszy śledzili przez ponad sto lat powolną przemianę umierającej gwiazdy, odkrywając, że nagrzewa się szybciej niż jakakolwiek dotąd znana.
Mgławica Planetarna IC 418. Źródło: HST
Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, obejmują 130 lat zmian zachodzących w mgławicy planetarnej IC 418 (Mgławica Spirograf) – świecącej powłoce gazu i pyłu odrzuconej przez umierającą gwiazdę oddaloną od Ziemi o około 4000 lat świetlnych.
Łącząc obserwacje sięgające 1893 roku, kiedy astronomowie po raz pierwszy zaobserwowali mgławicę własnymi oczami, używając teleskopu, aż do dziś, naukowcy odkryli, że charakterystyczne zielone światło mgławicy, emitowane przez atomy tlenu, stało się około 2,5 raza silniejsze od czasu, gdy astronomowie z epoki wiktoriańskiej po raz pierwszy je badali.
Zmiana ta jest spowodowana wzrostem temperatury gwiazdy centralnej, która wzrosła o około 3000 oC od 1893 roku, czyli o około 1000 oC co 40 lat. Dla porównania, temperatura Słońca wzrosła o tę samą wartość podczas formowania się, ale zajęło to 10 milionów lat.
Choć gwiazda nagrzewa się szybciej niż kiedykolwiek obserwowano, to wciąż wolniej niż przewidywały najnowsze modele. Podważa to obecne teorie dotyczące starzenia się i śmierci gwiazd i może zmusić astronomów do ponownego rozważenia mas gwiazd zdolnych do produkcji węgla – pierwiastka niezbędnego do życia.
Często ignorujemy dane naukowe uzyskane dawno temu. W tym przypadku dane te ujawniły najszybszą ewolucję typowej gwiazdy, którą obserwowano bezpośrednio. Przeszłość pokazuje, że niebo nie jest tak niezmienne, jak mogłoby się wydawać – powiedział prof. Albert Zijlstra z Uniwersytetu w Manchesterze.
Mgławica planetarna oznacza jeden z ostatnich etapów życia gwiazdy. Gdy jądro gwiazdy staje się niestabilne, wyrzuca ono swoje zewnętrzne warstwy w przestrzeń kosmiczną. Pozostała część jądra szybko się nagrzewa, pobudzając otaczający gaz i pył do tworzenia pięknych struktur. W przypadku IC 418 tworzy to skomplikowaną, wirującą strukturę, dzięki czemu mgławica zyskała przydomek Mgławica Spirograf. Nasze Słońce podzieli ten sam los za około 5 miliardów lat.
Choć mgławice planetarne zazwyczaj ewoluują powoli, naukowcy odkryli, że IC 418 ewoluowała na tyle szybko, że jej przebieg można zaobserwować w ciągu życia człowieka.
Jest to najdłuższa i najszybsza transformacja, jaką kiedykolwiek zaobserwowano w mgławicy planetarnej, a prawdopodobnie także w jakiejkolwiek innej gwieździe.
Zespół przeanalizował 130 lat obserwacji z szerokiej gamy teleskopów – od pomiarów ludzkiego oka z końca XIX wieku po zaawansowane technologie stosowane współcześnie. Zweryfikowali, skalibrowali i połączyli dane, a następnie porównali je ze szczegółowymi modelami ewolucji gwiazd. Pozwoliło im to zmierzyć tempo nagrzewania się gwiazdy, określić jej aktualna masę, a następnie nawet oszacować masę gwiazdy przed rozpoczęciem transformacji.
Odkrycia te rzucają nowe światło na ewolucję mgławic planetarnych i wskazują, że nocne niebo może zmieniać się znacznie szybciej, niż zazwyczaj myślimy.
Współautor pracy, profesor Quentin Parker z Uniwersytetu w Hongkongu, powiedział: Uważamy, że te badania są ważne, ponieważ dostarczają unikalnych, bezpośrednich dowodów na ewolucję gwiazd centralnych mgławic planetarnych. Skłaniają nas one do ponownego przemyślenia niektórych z naszych istniejących modeli cyklów życia gwiazd.
To był owocny, wspólny wysiłek – zebranie, weryfikacja i skrupulatna analiza danych astronomicznych z ponad stu lat, a następnie połączenie ich z modelami ewolucji gwiazd. To wymagający proces, który wykracza daleko poza prostą obserwację i jesteśmy wdzięczni za możliwość wniesienia wkładu w naszą dziedzinę w ten sposób.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
