Cats Eye Nebula set i 3D

Forskere har skabt den første computergenererede tredimensionelle model af Cat's Eye Nebula, der afslører et par symmetriske ringe, der omkranser tågens ydre skal. Ringenes symmetri tyder på, at de blev dannet af en forudgående stråle, hvilket giver stærke beviser for en dobbeltstjerne i centrum af tågen. Undersøgelsen blev ledet af Ryan Clairmont, som for nylig afsluttede gymnasiet i USA, og er offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

En planetarisk tåge dannes, når en døende solmassestjerne udstøder sit ydre lag af gas, hvilket skaber en farverig, skallignende struktur, der er karakteristisk for disse objekter. Katteøjetågen, også kendt som NGC 6543, er en af ​​de mest komplekse planetariske tåger, man kender. Det er lidt over 3.000 lysår væk fra Jorden, og kan ses i stjernebilledet Draco. Katteøjetågen er også blevet afbildet af Hubble-rumteleskopet i høj opløsning, hvilket afslører en indviklet struktur af knuder, sfæriske skaller og bue-lignende filamenter.

Tågens mystiske struktur forvirrede astrofysikere, fordi den ikke kunne forklares med tidligere accepterede teorier for planetarisk tågedannelse. Nyere forskning viste, at forudgående jetfly var potentielle formningsmekanismer i komplekse planetariske tåger som NGC 6543, men manglede en detaljeret model.

Ryan Clairmont, en astronomi-entusiast, besluttede at forsøge at etablere den detaljerede 3D-struktur af Cat's Eye for at finde ud af mere om den potentielle mekanisme, der gav den dens indviklede form. For at gøre dette søgte han hjælp fra Dr. Wolfgang Steffen fra The National Autonomous University of Mexico og Nico Koning fra University of Calgary, som udviklede SHAPE, 3D astrofysisk modelleringssoftware, der er særligt velegnet til planetariske tåger.

For at rekonstruere nebulaens tredimensionelle struktur brugte forskerne spektraldata fra San Pedro Martir National Observatory i Mexico. Disse giver detaljerede oplysninger om den indre bevægelse af materiale i tågen. Sammen med disse data og billeder fra Hubble-rumteleskopet konstruerede Clairmont en ny 3D-model, der fastslår, at ringe af gas med høj densitet var viklet rundt om den ydre skal af Cat's Eye. Overraskende nok er ringene næsten perfekt symmetriske i forhold til hinanden, hvilket tyder på, at de blev dannet af en stråle – en strøm af gas med høj tæthed, der udstødes i modsatte retninger fra tågens centrale stjerne.

Jetflyet udviste præcession, svarende til den slingrende bevægelse af en snurretop. Mens jetstrålen slingrede, eller forsøgte, tegnede den en cirkel, hvilket skabte ringene omkring kattens øje. Dataene indikerer dog, at ringene kun er delvise, hvilket betyder, at den forudgående jet aldrig fuldførte en fuld 360 graders rotation, og at fremkomsten af ​​jetflyene kun var et kortvarigt fænomen. Varigheden af ​​udstrømninger er en vigtig information for teorien om planetariske tåger. Da kun binære stjerner kan drive en forudgående jet i en planetarisk tåge, er holdets resultater stærke beviser på, at et system af denne type eksisterer i midten af ​​Kattens øje.

Da strålens vinkel og retning ændrede sig over tid, dannede den sandsynligvis alle de funktioner, der ses i Cat's Eye, inklusive jetfly og knuder. Ved hjælp af den tredimensionelle model var forskerne i stand til at beregne hældningen og åbningsvinklen for den forudgående stråle baseret på ringenes orientering.

Ryan Clairmont, avisens hovedforfatter og nu en potentiel bachelor ved Stanford University, siger:"Da jeg første gang så Cat's Eye Nebula, blev jeg forbløffet over dens smukke, perfekt symmetriske struktur. Jeg var endnu mere overrasket over, at dens 3D-struktur var ikke fuldt ud forstået."

Han tilføjer:"Det var meget givende at være i stand til at lave min egen astrofysiske forskning, som faktisk har en indflydelse på området. Forudgående jetfly i planetariske tåger er relativt sjældne, så det er vigtigt at forstå, hvordan de bidrager til udformningen af ​​mere komplekse systemer som Cat's Eye. I sidste ende giver forståelsen af, hvordan de dannes, indsigt i vores sols skæbne, som selv en dag vil blive en planetarisk tåge." + Udforsk yderligere

Billede:Hubble spionerer øjet i himlen