Foto: Roger Wesson et al / MNRAS

Objev železné struktury v Prstencové mlhovině

Vědci z University College London objevili obrovskou železnou strukturu uvnitř ikonické Prstencové mlhoviny. Tato struktura je obrovská, rozprostírá se na stovky násobků velikosti oběžné dráhy Pluta a obsahuje množství železa odpovídající velikosti Marsu. Byla detekována pomocí nového přístroje, který umožnil astronomům mapovat mlhovinu s mnohem většími detaily než kdy dříve. Původ železné struktury zůstává záhadou, přičemž jedna teorie naznačuje, že by mohlo jít o zbytky vypařené planety.

Autor původního článku: redakce

Podrobnosti o objevu

Kompozitní RGB obraz Prstencové mlhoviny (známé také jako Messier 57 a NGC 6720) byl sestaven ze čtyř emisních snímků WEAVE/LIFU. Jasný vnější prstenec je tvořen světlem emitovaným třemi různými ionty kyslíku, zatímco ‚pruh‘ uprostřed je způsoben světlem emitovaným plazmou čtyřikrát ionizovaných atomů železa. Na obrázku je sever nahoře a východ vlevo. Kredit: Roger Wesson et al / MNRAS.

Astronomové v Evropě identifikovali neočekávanou strukturu skrytou uvnitř slavné Prstencové mlhoviny. Objev byl učiněn týmem vedeným výzkumníky z UCL (University College London) a Cardiff University, kteří našli úzký, pruhovitý oblak tvořený železem hluboko uvnitř mlhoviny. Železný oblak je poprvé hlášen v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Tvoří dlouhý pruh, který se přesně vejde do vnitřní oblasti mlhoviny, která má eliptický tvar viditelný na mnoha známých snímcích, včetně těch pořízených Jamesovým Webbovým vesmírným teleskopem v infračervených vlnových délkách.

Význam Prstencové mlhoviny

Prstencová mlhovina byla poprvé pozorována v roce 1779 francouzským astronomem Charlesem Messierem v severní souhvězdí Lyra. Je to zářící obal plynu, který vzniká, když hvězda dosáhne konce své fáze spalování jaderného paliva a vyvrhne své vnější vrstvy do vesmíru. Astronomové očekávají, že Slunce podobným způsobem odhodí svůj vnější materiál za několik miliard let.

Jak byla objevena železná struktura

Železný oblak byl odhalen prostřednictvím pozorování provedených s použitím režimu Large Integral Field Unit (LIFU) nového přístroje známého jako WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE). WEAVE je namontován na 4,2metrovém William Herschel Telescope skupiny Isaac Newton Group. LIFU se skládá ze stovek optických vláken pracujících společně. Tato sestava umožnila výzkumníkům sbírat spektra (kde je světlo rozděleno na jeho jednotlivé vlnové délky) z každého bodu na povrchu Prstencové mlhoviny, pokrývající všechny optické vlnové délky poprvé.

Vedoucí autor Dr. Roger Wesson, který působí jak na UCL’s Department of Physics & Astronomy, tak na Cardiff University, popsal, jak objev vznikl. „I když byla Prstencová mlhovina studována pomocí mnoha různých teleskopů a přístrojů, WEAVE nám umožnil ji pozorovat novým způsobem, poskytujícím mnohem více detailů než dříve. Získáním spektra kontinuálně přes celou mlhovinu můžeme vytvářet obrazy mlhoviny na jakékoli vlnové délce a určit její chemické složení na jakékoli pozici. Když jsme zpracovávali data a procházeli obrázky, jedna věc vystoupila jako jasná – tento dříve neznámý ‚pruh‘ ionizovaných atomů železa, uprostřed známého a ikonického prstence.“

Teorie o původu železné struktury

Výzkumníci říkají, že původ železného pruhu je stále neznámý. Budou zapotřebí podrobnější pozorování, aby se pochopilo, jak se vytvořil. Jednou z možností je, že struktura uchovává nové informace o tom, jak umírající hvězda vyvrhla svůj materiál. Další, spekulativnější vysvětlení naznačuje, že železo by mohlo být součástí zakřiveného oblouku plazmy vytvořeného, když byla skalnatá planeta vypařena během dřívější expanze hvězdy.

Spoluautorka profesorka Janet Drew z UCL Physics & Astronomy zdůraznila, že klíčové informace stále chybí. „Rozhodně potřebujeme vědět více – zejména zda nějaké další chemické prvky koexistují s nově detekovaným železem, protože to by pravděpodobně určilo správnou třídu modelu, kterou sledovat. Právě teď nám tato důležitá informace chybí.“

Budoucí výzkum

Tým nyní připravuje následnou studii a plánuje shromáždit nová data pomocí WEAVE’s LIFU s vyšším spektrálním rozlišením. Tato pozorování by měla pomoci objasnit, jak se železný pruh vytvořil a zda jsou vedle něj přítomny i jiné prvky. WEAVE je naplánováno provést osm hlavních průzkumů během příštích pěti let, studujících objekty od blízkých bílých trpaslíků po extrémně vzdálené galaxie. Jedna část projektu, Průzkum stelární, circumstelární a interstelární fyziky vedený profesorkou Drew, již pozoruje mnoho dalších ionizovaných mlhovin po severní Mléčné dráze.

Dr. Wesson poznamenal, že podobné struktury by se mohly ukázat jako běžné. „Bylo by velmi překvapivé, kdyby železný pruh v Prstenci byl jedinečný. Takže doufejme, že jak budeme pozorovat a analyzovat více mlhovin vytvořených stejným způsobem, objevíme více příkladů tohoto jevu, což nám pomůže pochopit, odkud železo pochází.“

Profesor Scott Trager, vědecký pracovník projektu WEAVE na University of Groningen, dodal: „Objev této fascinující, dříve neznámé struktury v nočním nebeském klenotu, oblíbeném mezi pozorovateli oblohy po celé severní polokouli, demonstruje úžasné schopnosti WEAVE. Těšíme se na mnoho dalších objevů z tohoto nového přístroje.“