Dvoistvennaya himicheskaya priroda planetarnyh tumannostei.22.03.2009 2:02 | N.T. Ashimbaeva/GAISh, Moskva
S pomosh'yu Kosmicheskogo teleskopa NASA Spitcer obnaruzheno svidetel'stva togo, chto zvezdy, soderzhashie slozhnye molekuly ugleroda, mogut obrazovyvat'sya v centre nashei Galaktiki.
Do etogo issledovaniya takie zvezdy v baldzhe nashei Galaktiki ne nahodili, hotya v drugih mestah Galaktiki takie zvezdy est' - chto sostavlyalo vsegda zagadku dlya uchenyh. Naidennye svidetel'stva imeyut bol'shoe znachenie, poskol'ku razdvigayut granicy nashih znanii o tom, kak v deistvitel'nosti proishodit formirovanie tyazhelyh elementov v zvezdah - takih kak kislorod, uglerod i zhelezo; dalee mozhno sudit' o rasprostranenii ih vo Vselennoi, sozdavaya, takim obrazom, vozmozhnye predposylki dlya zarozhdeniya zhizni.
Pyl', nahodyashayasya v tumannosti, okruzhayushei zvezdu, sil'no izluchaet v infrakrasnom diapazone. Po spektram, poluchennym s pomosh'yu teleskopa Spitcer, mozhno opredelit', soderzhit li material, vybroshennyi zvezdoi v mezhzvezdnuyu sredu, kislorod ili uglerod. Komanda uchenyh proanalizirovala svet, izluchaemyi 40 planetarnymi tumannostyami. Bylo issledovano 26 tumannostei v baldzhe Galaktiki i 14 - v drugih chastyah Galaktiki. Iz 26 planetarnyh tumannostei baldzha v 21-i nashli priznaki ugleroda, a imenno, bol'shoe kolichestvo kristallicheskih silikatov i policiklicheskih aromaticheskih uglevodorodov. No samoe interesnoe, chto krome ugleroda byli naideny sledy prisutstviya kisloroda, pokazyvaya takim obrazam, nenablyudaemuyu ranee smes' etih elementov v pyli planetarnyh tumannostei.
Risunok 1. Tumannost' Koshachii glaz, ili NGC 6543, yavlyaetsya horosho izuchennym primerom planetarnoi tumannosti. Takie ob'ekty predstavlyayut soboi svetyashiesya ostatki pyli i gaza - sbroshennye obolochki zvezd srednih razmerov v ih poslednei stadii zhizni. Nashe sobstvennoe Solnce prevratitsya v takuyu tumannost' primerno cherez pyat' mlrd. let. Kosmicheskii teleskop NASA Spitcer izuchil mnogie takie planetarnye tumannosti v infrakrasnom svete, v tom chisle, celyi ryad bolee otdalennyh, kotorye pomogli uchenym vyyavit' populyaciyu uglerodo-soderzhashih zvezd vblizi centra nashei Galaktiki. Infrakrasnoe izluchenie ot Koshach'ego glaza sozdaetsya razlichnymi himicheskimi elementami i molekulami. Yarkaya vnutrennyaya oblast' etoi tumannosti pokazyvaet slozhnuyu strukturu, napominayushuyu koshachii glaz. Vne etoi kompaktnyi oblasti est' ryad drugih struktur, predstavlyayushih iz sebya to veshestvo, kotoroe bylo vybrosheno ranee central'noi zvezdoi, nahodyasheisya v stadii giganta. Izobrazhenie predstavlyaet soboi kompoziciyu dannyh, poluchennyh infrakrasnoi kameroi teleskopa Spitcer. Svet s dlinoi volny 3,6 mkm predstavlen kak goluboi, 5,8 mkm otobrazhaetsya kak zelenyi i 8,0 mkm predstavleny v krasnom cvete. Yarkost' central'noi oblasti sushestvenno priglushena, chtoby mozhno bylo uvidet' bolee slabye struktury osobennostei. V celom cveta byli usileny, chtoby luchshe pokazat' neznachitel'nye kolebaniya yarkosti. (Izobrazhenie: NASA/JPL-Caltech/J. Hora, Harvard-Smithsonian CfA)
V processe evolyucii zvezdy pervonachal'no proishodit gorenie samogo legkogo elementa - vodoroda, kotoryi v rezul'tate yadernyh reakcii preobrazuetsya v gelii (vodorodnyi cikl), kotoryi v svoyu ochered' sgoraya sozdaet bolee tyazhelye elementy (uglerodnyi cikl). Takie reakcii goreniya v processe evolyucii zvezdy idut obychno odnovremenno. Proishodit rassloenie veshestva, iz kotorogo sostoit zvezda: v verhnih "etazhah" raspolozhilis' bolee legkie elementy - vodorod i gelii, a tyazhelye (uglerod i drugie) - blizhe k centru, gde kak raz proishodit gorenie samogo tyazhelogo elementa. Poetomu uglerod v normal'noi stadii evolyucii zvezdy ne mozhet nahodit'sya na ee poverhnosti.
V rezul'tate Bol'shogo vzryva obrazuyutsya tol'ko samye legkie elementy - vodorod i gelii. Vse bolee tyazheloe rozhdaetsya v gornile zvezd. Esli zvezdy tipa Solnca zhivut v srednem okolo 10 mlrd. let, to stadiya planetarnoi tumannosti v konce ee zhizni dlitsya vsego 50 000 let. Sbrasyvaemaya obolochka soderzhit vse elementy, iz kotoryh sostoyala zvezda, v tom chisle i tyazhelye. V dal'neishem iz nih formiruyutsya novye zvezdy, planetnye sistemy, v tom chisle i planety zemnogo tipa.
V nashei Galaktike pyl', kotoraya sostoyala by srazu iz kisloroda i ugleroda, yavlyaetsya redkim yavleniem i, kak pravilo, obnaruzhivaetsya tol'ko vokrug dvoinyh zvezdnyh sistem. To, chto issledovatel'skaya gruppa obnaruzhila prisutstvie uglerod-kislorodnoi pyli v galakticheskom baldzhe, po-vidimomu, svidetel'stvuet o proisshedshih nedavno himicheskih izmeneniyah v zvezde.
Uchenye predpolozhili, chto esli central'naya zvezda proevolyucionirovala v planetarnuyu tumannost', to ee tyazhelye elementy iz centra ne uspeli proiti svoi put' k vneshnim sloyam, kak eto proishodit v processe evolyucii obychnyh zvezdah. Tol'ko v poslednie mgnoveniya zhizni central'noi zvezdy, kogda ona rasshiryaetsya i sbrasyvaet vovne vse vneshnie gazovye sloi, stanovitsya dostupnym dlya nablyudenii uglerod, lezhashii vo vnutrennih chastyah zvezdy. Imenno togda i mozhno ego uvidet' v tumannosti vokrug zvezdy.
Avtory vydvinuli predpolozhenie, chto nablyudaemoe smeshenie kisloroda i ugleroda vozmozhno proishodit iz-za prohozhdeniya po zvezde svoeobraznogo teplovogo impul'sa. Volna szhatogo vysokim davlenie gaza smeshivaet sloi, soderzhashie elementy ugleroda i kisloroda, a zatem eta smes' izvergaetsya v okruzhayushee prostranstvo i formiruet oblaka pyli i gaza. Rezul'taty issledovanii opublikovany v fevral'skom nomere zhurnala Astronomy and Astrophysics za 2009 god.
Pravda, s pomosh'yu takih teplovyh impul'sov obrazovanie ugleroda proishodit neeffektivno. Uglerod stanovitsya vidimym tol'ko kogda zvezda vot-vot umret. Eto issledovanie podderzhivaet gipotezu o tom, pochemu v nekotoryh zvezdah uglerod ne perenositsya na poverhnost'. Uchenye schitayut, chto nebol'shie zvezdy - s massami do polutora mass Solnca, - ne perenosyat uglerod na poverhnosti v techenie vsei ih zhizni. Zvezdy galakticheskogo baldzha, kak pravilo, soderzhat bol'she metallov, chem zvezdy drugogo naseleniya, poetomu dannye Spitcer horosho podtverzhdayut vydvinutuyu gipotezu. Do etih issledovanii eta gipoteza ni razu ne byla podderzhana nablyudeniyami.
Takoi process stareniya i zatem sbrasyvaniya obolochki tipichen dlya vseh zvezd. K koncu svoei zhizni nekotorye zvezdy stanovyatsya krasnymi gigantami. U etih umirayushih zvezd obolochka razbuhaet nastol'ko, chto esli ee pomestit' v nashei Solnechnoi sisteme, to granica krasnogo giganta budet prohodit' po zemnoi orbite. Poskol'ku eti zvezdy pul'siruyushie - teryayut massu v processe rasshireniya, a zatem szhimayutsya, - to oni teryayut pochti vse svoi tyazhelye elementy v vide sbrasyvaemoi obolochki. Eti elementy yavlyayutsya stroitel'nymi blokami vseh planet, vklyuchaya nashu sobstvennuyu Zemlyu (a takzhe lyudei, i lyuboi drugoi formy zhizni, kotorye mogut sushestvovat' vo Vselennoi).
(Informaciya po press-relizu Spitzer Space Telescope).
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Planetarnaya tumannost' - tumannost' Koshachii glaz - Spitzer space telescope
Publikacii so slovami: Planetarnaya tumannost' - tumannost' Koshachii glaz - Spitzer space telescope | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
