Astronomer dissekerer anatomien af ​​planetariske tåger ved hjælp af Hubble Space Telescope-billeder

Billeder af to ikoniske planetariske tåger taget af Hubble-rumteleskopet afslører nye oplysninger om, hvordan de udvikler deres dramatiske træk. Forskere fra Rochester Institute of Technology og Green Bank Observatory præsenterede nye resultater om sommerfugletågen (NGC 6302) og Jewel Bug Nebula (NGC 7027) ved det 237. møde i American Astronomical Society fredag, 15. januar.

Hubbles Wide Field Camera 3 observerede stjernetågerne i 2019 og begyndelsen af ​​2020 ved at bruge dens fulde, pankromatiske evner, og astronomerne involveret i projektet har brugt emissionslinjebilleder fra nær-ultraviolet til nær-infrarødt lys for at lære mere om deres egenskaber. Undersøgelserne var de første af deres slags pankromatiske billeddannelsesundersøgelser designet til at forstå dannelsesprocessen og teste modeller af binær-stjernedrevet planetarisk tågeformning.

"Vi dissekere dem, sagde Joel Kastner, en professor i RIT's Chester F. Carlson Center for Imaging Science og School of Physics and Astronomy. "Vi er i stand til at se effekten af ​​den døende centrale stjerne i, hvordan den udskiller og makulerer sit udstødte materiale. Vi er i stand til at se, at materiale, som den centrale stjerne har smidt væk, bliver domineret af ioniseret gas, hvor det er domineret af køligere støv, og endda hvordan den varme gas bliver ioniseret, hvad enten det er på grund af stjernens UV eller ved kollisioner forårsaget af dens nuværende, hurtig vind."

Kastner sagde, at analyse af de nye HST-billeder af sommerfugletågen bekræfter, at tågen kun blev udstødt omkring 2, 000 år siden – et øjenblink efter astronomiens standarder – og at den S-formede jernemission, der hjælper med at give den gassens "vinger" kan være endnu yngre. Overraskende nok, de fandt ud af, at mens astronomer tidligere troede, at de havde lokaliseret tågens centrale stjerne, det var faktisk en stjerne, der ikke er forbundet med tågen, der er meget tættere på Jorden end tågen. Kastner sagde, at han håber, at fremtidige undersøgelser med James Webb Space Telescope kunne hjælpe med at lokalisere den faktiske centrale stjerne.

Holdets løbende analyse af Jewel Bug Nebula er bygget på en 25-årig baseline af målinger, der går tilbage til tidlig Hubble-billeddannelse. Paula Moraga Baez, en astrofysisk videnskab og teknologi Ph.D. studerende fra DeKalb, Syg., kaldte tågen "bemærkelsesværdig for sin usædvanlige sidestilling af cirkulært symmetrisk, aksesymmetrisk, og punktsymmetriske (bipolære) strukturer." Moraga bemærkede, "Tågen bevarer også store masser af molekylær gas og støv på trods af at den huser en varm central stjerne og viser høje excitationstilstande."

Jesse Bublitz '20 Ph.D. (astrofysiske videnskaber og teknologi), nu postdoc-forsker ved Green Bank Observatory, har fortsat analyse af NGC 7027 med radiobilleder fra Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) Telescope, hvor han identificerede molekylære sporstoffer af ultraviolet og røntgenlys, der fortsætter med at forme tågen. De kombinerede observationer fra teleskoper ved andre bølgelængder, ligesom Hubble, og lyse molekyler CO+ og HCO+ fra NOEMA angiver, hvordan forskellige områder af NGC 7027 påvirkes af bestrålingen af ​​dens centrale stjerne.

"Vi er meget begejstrede for disse resultater, " sagde Bublitz. "Vi havde håbet at finde struktur, der tydeligt viste CO+ og HCO+ rumligt sammenfaldende eller helt i særprægede regioner, hvilket vi gjorde. Dette er det første kort over NGC 7027, eller en hvilken som helst planetarisk tåge, i molekylet CO+, og kun det andet CO+-kort af enhver astronomisk kilde."