Космический телескоп Джеймса Уэбба сделал детальное изображение планетарной туманности Tc 1. Облако газа и пыли находится на расстоянии более 10 000 световых лет от нас, в созвездии Ара. Обсерватория использовала инструмент MIRI для сбора данных в среднем инфракрасном диапазоне.
Туманность возникла из звезды, приближающейся к концу своей жизни. Новые изображения показывают структуру, напоминающую перевернутый вопросительный знак. Оттенки синего цвета указывают на более горячий газ. Оттенки красного отмечают более холодный материал. Фотография объединяет девять фильтров размером от 5,6 до 25,5 микрометров.
Изображение объединяет девять фильтров прибора MIRI.
Обработку изображений выполнила Кейтлин Бикрофт, использовавшая программное обеспечение PixInsight. Команда под руководством Яна Ками из Западного университета в Канаде проанализировала данные.
Ками уже участвовал в открытии первых фуллеренов в космосе в 2010 году. В то время космический телескоп НАСА «Спитцер» предоставил первые доказательства. JWST теперь предлагает гораздо более высокое разрешение. Зеркало большего размера и его расположение дальше от Земли позволяют нам увидеть ранее невидимые детали.
Туманность Tc 1 выделяется тем, что в ней обитает большое количество бакиболлов. Эти молекулы углерода, также называемые бакминстерфуллеренами или C60, имеют полую форму, похожую на футбольный мяч. Ученые считают их стабильными даже в условиях интенсивной радиации.
- Туманность имеет слегка вытянутую сфероидальную форму.
- В экваториальной области наблюдается увеличение плотности.
- Фуллерены появляются в определенной области вокруг центральной звезды.
- Самый холодный материал сосредоточен во внешних областях.
- На изображении видны структуры, которые раньше появлялись лишь ограниченно.
Фуллерены впервые обнаружены в 2010 году.
Первоначальное обнаружение произошло с помощью Spitzer, который работал до 2020 года. JWST продолжает эту работу с более совершенными инструментами. Команда сравнивает два набора наблюдений, чтобы лучше понять эволюцию молекул.
Баккиболлы относятся к классу полициклических ароматических углеводородов. Они имеют общие свойства с другими органическими соединениями, присутствующими в космосе. Каждый тип молекул создает уникальные сигнатуры в световом спектре.
Астрономы изучают эти соединения, потому что они могут выступать в качестве строительных блоков в сложных химических процессах. Их присутствие в планетарных туманностях помогает составить карту организации углерода в звездной среде. Центральная звезда Тс 1 имеет температуру около 34 тысяч Кельвинов.
Структура туманности ставит новые вопросы
Облако отображает конфигурацию, которую исследователи еще не полностью объяснили. Удлиненная форма и изменения плотности предполагают взаимодействие между материалом, выброшенным звездой, и окружающей средой.
Спектроскопические данные MIRI позволяют измерить, как фуллерены реагируют на изменения местных условий. Температура, плотность и поле излучения изменяются в зависимости от расстояния от звезды.
Наблюдение является частью утвержденной программы количественного изучения фуллеренов в Tc 1. Цель включает картирование пространственного распределения молекул и идентификацию возможных других родственных соединений, таких как C70 или гидрированные версии.
Роль фуллеренов в космической химии
Эти молекулы противостоят сильному ультрафиолетовому излучению вблизи звезды. Они выживают в области фотодиссоциации, за фронтом ионизации. Исследование направлено на калибровку моделей возбуждения и образования ароматических углеводородов во Вселенной.
Tc 1 представляет собой естественную лабораторию, поскольку он геометрически прост и практически не загрязнен другими химическими веществами. Видимый диаметр туманности обеспечивает хорошее пространственное разрешение.
Астрономы планируют сравнения с наблюдениями на других длинах волн. Для полноты картины в работе также используются данные наземных телескопов.
Изображение, опубликованное на этой неделе, показывает, что предыдущие наблюдения отразили лишь часть сложности объекта. Новые видимые структуры поднимают вопросы о процессах, формирующих туманность.
Туманность Tc 1 находится в созвездии Ара.
Расположение в южном полушарии облегчает наблюдения с помощью определенных инструментов. Расстояние более 10 тысяч световых лет помещает объект за пределы нашего непосредственного окружения, но все же в пределах Млечного Пути.
Исследователи подчеркивают, что уже было известно, что туманность богата фуллеренами. JWST теперь с беспрецедентной ясностью раскрывает место рождения этих молекул. Умирающая звезда выбрасывает внешние слои, образующие газовое облако.
Прибор MIRI улавливает длины волн, недоступные человеческому глазу. Это позволяет по-разному видеть холодный и горячий материал. Комбинация фильтров создает портрет в искусственных цветах, подчеркивающий важные контрасты.
Прогресс в понимании умирающих звезд
Планетарные туманности представляют собой обычную фазу в цикле звезд, таких как Солнце. Изучение Tc 1 способствует созданию моделей того, как материал диспергируется и трансформируется.
Команда продолжает анализировать данные, чтобы количественно оценить взаимодействие между большими молекулами и радиоактивной средой. Предварительные результаты показывают, что условия внутри туманности значительно различаются.
Будущие наблюдения с помощью JWST могут включать больше спектроскопических деталей. Программа ищет ответы о химических путях, которые приводят к образованию фуллеренов в эволюционировавших звездах.