瀕死の星の残骸の複雑な詳細

NASAさんの ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 それは環状星雲の複雑な詳細を明らかにし、惑星状星雲の複雑な構造の形成における連星伴星の役割を示唆しています。

NASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、惑星状星雲の最も有名な例の 1 つであるリング星雲の画像を取得しました。 ウェッブの最初の画像の 1 つである南環状星雲と同様に、環状星雲は死につつある星の最終段階の複雑な構造を示しています。 カーディフ大学のロジャー・ウェッソン氏は、太陽に似た星の恒星のライフサイクルにおけるこの段階について、そしてウェッブの観察がどのように彼と彼の同僚たちにこれらの天体の形成と進化についての貴重な洞察を与えたかについて詳しく語っており、この天体の重要な役割を示唆している。バイナリの仲間。

惑星状星雲はかつて、中心に死にゆく星が 1 つある単純な丸い天体であると考えられていました。小さな望遠鏡を通して見ると、その漠然とした惑星のような外観にちなんで名付けられました。ほんの数千年前、その星はまだ赤色巨星でした。そのエネルギーのほとんどが放出されます。最後の別れとして、放出されたガスのこの熱い中心がイオン化または加熱され、星雲は色とりどりの光の放射で反応します。しかし、最近の観察では、ほとんどの惑星状星雲が信じられないほどの複雑さを示すことが示されています。疑問が生じます。球形の星は、このような複雑で繊細な非球形の構造を作り出すことができるでしょうか?

ウェッブの MIRI (中赤外線装置) 機器から撮影されたこの環状星雲の新しい画像は、環状星雲の外側領域の同心円状の特徴の特定の詳細を明らかにしています。 およそ 10 個の同心円状のアーチが主リングの外縁の後ろにあります。 このアークは、中心星と、地球と冥王星の間の距離と同様の距離を周回する低質量の伴星との相互作用によって生じると考えられている。 CSA、M. Barlow (University College London)、N. Cox (ACRI-ST)、R. Wesson (カーディフ大学)

「環状星雲は、惑星状星雲の謎を解明するのに理想的な標的です。それは近くにあり、約2,200光年離れており、明るいので、晴れた夏の夜には、北半球と南半球の多くの地域から双眼鏡で見ることができます。」 ESSENCE チーム (JWST 時代の星とその星雲の進化) と呼ばれる私たちのチームは、惑星状星雲と関連天体に関する専門家の国際的なグループです。リング星雲は以下の領域に非常によく適合するため、ウェッブ氏の観察が貴重な洞察を提供するだろうと考えていました。ウェッブ社の NIRCam (近赤外線カメラ) および MIRI (近赤外線カメラ) 機器の視野 (中赤外線機器) を利用して、前例のない空間位置でそれを研究することができます。 、そしてウェッブは、2022年7月12日に科学活動が開始されてから数週間後にリング星雲の画像を撮影しました。

「最初に画像を見たとき、その詳細の多さに驚きました。この星雲の名前の由来となっている明るいリングは、約 20,000 個の高密度分子状水素ガスの塊で構成されており、それぞれの塊は地球ほどの大きさです。環の内側には、多環芳香族炭化水素 (PAH) からの狭い発光帯域があります。多環芳香族炭化水素は、環星雲で形成されるとは予想されない複雑な炭素含有分子です。明るい環の外側には、奇妙なものが見えます。」 「バンプ」は中心星から直接離れた方向を向いており、赤外線では顕著ですが、赤外線では非常にかすかに見えました。 ハッブル宇宙望遠鏡 写真（複数。 これは、リングのより密度の高い部分の影で形成される可能性のある粒子が原因である可能性があると考えられます。そこでは、熱い中心星からの直接の強力な放射線から保護されています。

「私たちのMIRI画像は、明るいリングの外側にあるかすかな分子のハローの、これまでで最も鮮明で鮮明な画像を提供してくれました。驚くべき発見は、このかすかなハローの中に最大10個の等間隔に配置された同心円状の特徴があるということでした。これらのアークは、およそ280度ごとに形成されたに違いありません」中心星が外層を脱ぎ捨てるまでの数年間. 単一の星が惑星状星雲に成長するとき、このような期間を持つプロセスは私たちが知っている限りではありません. 代わりに、これらのリングは、伴星が存在するに違いないことを示しています中心星の周りを遠く離れた中心星の周りを周回するシステム 冥王星 私たちの太陽から来ています。 死につつある星が大気を放出すると、伴星が流出物の形を作り、彫刻しました。 以前の望遠鏡には、この微妙な効果を検出できる感度と空間分解能はありませんでした。

「それでは、球状の星はどのようにして環状星雲のような規則正しく複雑な星雲を形成したのでしょうか？連星の仲間からの少しの助けが答えの一部かもしれません。」

著者

• Roger Wesson は、英国カーディフ大学物理天文学部の研究員であり、ESSENcE 共同研究者です。
• 松浦 美加子は、英国カーディフ大学物理天文学部のリーダー（准教授に相当）であり、ESSENcE 准研究員でもあります。
• Albert Zylstra は、英国マンチェスター大学の天体物理学の教授であり、ESSENcE プログラムの研究員です。

注意: この記事では、査読プロセスをまだ経ていない進行中の Web サイエンスからのデータに焦点を当てます。