Наблюдения туманности Улитка позволили ученым увидеть один из последних этапов жизни звезд, подобных Солнцу. Астрономы проследили, как выброшенные звездой плотные сгустки газа постепенно разрушаются и передают свое вещество окружающей межзвездной среде.
Туманность Улитка, или NGC 7293, находится примерно в 650 световых годах от Земли. Такие объекты появляются после того, как звезда, сопоставимая с Солнцем по типу, сбрасывает внешнюю оболочку. В центре остается белый карлик, а выброшенный материал со временем начинает взаимодействовать с веществом, окружающим туманность.
До сих пор астрономам было сложно непосредственно увидеть, как именно завершается этот процесс. Новые наблюдения удалось провести с помощью строящегося телескопического комплекса MOTHRA в Чили. Его особенность заключается в высокой чувствительности к крайне слабому свечению разреженного газа.
На снимках исследователи обнаружили 22 дугообразных образования в восточной части NGC 7293. Они связаны с плотными газовыми сгустками, которые перемещаются через межзвездное пространство. Перед такими сгустками возникает ударная волна: движущийся газ сталкивается с окружающим веществом, сжимая его.
Особенно важным оказалось сравнение структур, находящихся на разном расстоянии от центрального белого карлика. Ближе к центру дуги выглядели крупными и хорошо очерченными. По мере удаления они становились значительно меньше, теряли четкость и распадались на отдельные фрагменты.
Размер этих структур, который ученые определяли по степени их изгиба, по мере удаления от центра уменьшался почти в сто раз. Такая последовательность изменений показывает, что газовые сгустки постепенно утрачивают устойчивую форму и буквально растворяются в окружающей среде.
Расчеты позволили оценить скорость движения самих плотных фрагментов примерно в 40 км/с. Возникающие перед ними ударные волны распространяются еще быстрее — примерно со скоростью 85 км/с.
По мнению исследователей, наблюдаемая картина связана с разрушением старой газовой оболочки, которую звезда сбросила еще до формирования современной структуры туманности. На то, чтобы плотные сгустки окончательно потеряли свою форму, может уходить около 10 тысяч лет.
Подобные ударные структуры, вероятно, могут существовать и на периферии других планетарных туманностей. Однако обнаружить их непросто из-за крайне слабого свечения разреженного газа. После завершения строительства MOTHRA астрономы смогут проводить более чувствительные наблюдения и искать аналогичные процессы в других объектах.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Работа помогает лучше понять, что происходит с веществом после смерти звезды. Газ, пыль и химические элементы, накопленные или сформированные внутри светила, не исчезают бесследно: они постепенно возвращаются в межзвездную среду, смешиваются с окружающим веществом и в дальнейшем могут стать частью новых звездных и планетных систем.