Opdagelse af den ældste synlige planetariske tåge med en 500 millioner år gammel galaktisk hob

Et internationalt hold af astronomer ledet af medlemmer af Laboratory for Space Research (LSR) og Institut for Fysik ved University of Hong Kong (HKU) har opdaget en sjælden himmelsk juvel - en såkaldt Planetarisk Nebula (PN) inde i en 500 million år gammel galaktisk åben hob (OC) kaldet M37 (også kendt som NGC2099). Dette er et meget sjældent fund af høj astrofysisk værdi. Deres resultater er netop blevet offentliggjort i Astrophysical Journal Letters med åben adgang .

PNe er de udstødte, glødende ligklæder af døende stjerner, der skinner med et rigt emissionslinjespektrum og som et resultat viser deres distinkte farver og former, der gør dem til fotogene magneter til offentlig interesse. Det var ikke tilfældigt, at et af de første James Webb-rumteleskopbilleder, der blev frigivet til offentligheden, var en PN.

PN, med det klodsede navn IPHASX J055226.2+323724, er kun det tredje eksempel på en sammenhæng mellem en PN og en OC ud af de ~4.000 PNe kendt i vores galakse. Det ser også ud til at være den ældste PN, der nogensinde er fundet. Det lille hold ledet af professor Quentin Parker, direktør for HKU LSR, har bestemt nogle interessante egenskaber for deres opdagelse:Forfatterne fandt, at PN har en kinematisk alder på 70.000 år. Dette estimat er baseret på, hvor hurtigt tågen udvider sig, som bestemt ud fra PN-emissionslinjerne, og hvis det antages, at denne hastighed faktisk har forblevet den samme siden begyndelsen, og er den tid, der er gået, siden tågeskallen først blev slynget ud af værten, en døende stjerne. Dette sammenlignes med typiske PN-aldre på 5.000-25.000 år. Det er virkelig en grand old dame i PN-termer, men selvfølgelig blot et blink med øjet med hensyn til selve den oprindelige stjernes levetid, som strækker sig over hundreder af millioner af år.

Fordi denne "grand old dame" bor i en stjernehob, gør dette miljø det muligt for holdet at bestemme kraftige yderligere parametre, som ikke er mulige for den generelle galaktiske PN-population. Disse omfatter estimering af massen af ​​PN's stamstjerne, når den slukkede for stjernens hovedsekvens, som afledt af de observerede egenskaber for de tusindvis af stjerner i hoben, når de plottes i et såkaldt farve-størrelsesdiagram. Holdet kan også estimere restmassen af ​​den centrale stjerne, der udstødte PNe via teoretiske isokroner og observerede egenskaber af den varme, blå centrale stjerne. Som et resultat bestemte de massen af ​​stjernen, der udstødte PN-gasskallen, da den blev født, og hvor meget masse der nu er tilbage i dens resterende, sammentrækkende varme kerne (som allerede er en hvid dværgstjerne). Friske Gaia-data for den varme, blå PN-centralstjerne giver også et godt afstandsestimat, hvilket gør det muligt at bestemme PN's faktiske størrelse ved denne ekstreme alder som 3,2 parsecs (1 pc er lig med 3,26 lysår) i diameter - ikke overraskende, måske også ved yderste ende af kendte fysiske PN-størrelser.

Tidligere HKU Ph.D. studerende Dr. Vasiliki Fragkou, den første forfatter til undersøgelsen, sagde:"Jeg er så begejstret for at kunne arbejde på disse fascinerende sjældne tilfælde af OC-PN-foreninger, fordi de bliver ved med at vise vigtige videnskabelige resultater, ligesom alle tre tilfælde, vi har fundet er sommerfugle (bi-polær) PN med hensyn til form, alle er meget svage og højt udviklede, og alle har Type-I kemi i henhold til deres emissionslinjer, og selvfølgelig har alle mellemliggende til høje stamceller."

Den korresponderende forfatter professor Quentin Parker sagde:"Dette er kun det tredje eksempel på en PN fundet i en galaktisk åben stjernehob, og min gruppe har fundet alle tre bekræftede eksempler. De er utrolig sjældne, men også meget vigtige, da disse smukke objekter tillader os til uafhængigt at bestemme punkter på den såkaldte initial til endelig masserelation (IFMR) for stjerner – en vigtig astrofysisk relation – uafhængig af den traditionelle metode til at bruge hvide dværge i klynger. Spændende nok ligger alle vores punkter lige under den empiriske IFMR-trend pt. etableret, men føje til den 'knæk' i dette forhold, der for nylig blev fundet i området to til tre solmasser for den oprindelige stamfadermasse af Marigo et al. i Nature Astronomy tidsskrift. Vores OC-PN-punkter findes tilfældigt i tyndt befolkede områder af IFMR, hvilket gør dem endnu mere værdifulde."

Medforfatter professor Albert Ziljstra, Hung Hing Ying Distinguished Visiting Professor i videnskab og teknologi ved HKU LSR fra University of Manchester, sagde:"Dette nye resultat indebærer, at placeringen af ​​en PN i en OC giver et miljø, der er egnet til at tillade PNe at udvide og falme uden afbrydelse af den omgivende ISM (som typisk er meget svagere i en OC) og ikke som det ville være tilfældet i galaksen." + Udforsk yderligere

Åben klynge Messier 37 er vært for en planetarisk tåge, undersøgelse finder