Hubble ofereix una visió holística de les estrelles Gone Haywire.

Hubble ofereix una visió holística de les estrelles Gone Haywire.

Hubble was recently retrained on NGC 6302, known as the "Butterfly Nebula," to observe it across a more complete spectrum of light, from near-ultraviolet to near-infrared, helping researchers better understand the mechanics at work in its technicolor "wings" of gas. The observations highlight a new pattern of near-infrared emission from singly ionized iron, which traces an S-shape from lower left to upper right. This iron emission likely traces the central star system’s most recent ejections of gas, which are moving at much faster speeds than the previously expelled mass. The star or stars at its center are responsible for the nebula's appearance. In their death throes, they have cast off layers of gas periodically over the past couple thousand years. The "wings" of NGC 6302 are regions of gas heated to more than 36,000 degrees Fahrenheit that are tearing across space at more than 600,000 miles an hour. NGC 6302 lies between 2,500 and 3,800 light-years away in the constellation Scorpius. Credits: NASA, ESA and J. Kastner (RIT)

Com a motors de fusió nuclear, la majoria d’estrelles viuen plàcides vides durant centenars de milions a milers de milions d’anys. Però, prop del final de la seva vida, poden convertir-se en remolins bojos, desprenent petxines i dolls de gas calent. Els astrònoms han utilitzat tota la gamma de capacitats d’imatge de Hubble per detectar tals focs artificials que es produeixen en dues nebuloses planetàries joves properes. El NGC 6302 és batejat com a nebulosa de les papallones per la seva aparença. A més, NGC 7027 s’assembla a un insecte de joia, un insecte amb una closca metàl·lica de colors brillants.

Els investigadors han trobat nivells de complexitat sense precedents i canvis ràpids en dolls i bombolles de gas explotant de les estrelles als centres de les dues nebuloses. Hubble permet als investigadors convergir per comprendre els mecanismes subjacents al caos.

"Quan vaig mirar l'arxiu de Hubble i em vaig adonar que ningú no havia observat aquestes nebuloses amb la càmera de camp ample de Hubble 3 a tota la seva longitud de ona, vaig quedar flotat", va dir Joel Kastner, del Rochester Institute of Technology de Rochester, Nova York, líder de la nou estudi. "Aquestes noves observacions de Hubble de diverses longituds d'ona proporcionen la visió més completa fins a la data de totes aquestes nebuloses espectaculars. A mesura que descarregava les imatges resultants, em sentia com un nen en una botiga de dolços".

En examinar aquest parell de nebuloses amb les capacitats pancromàtiques plenes de Hubble, fent observacions en llum ultraviolada fins a llum infraroig, l'equip ha tingut diversos moments "aha". En particular, les noves imatges de Hubble revelen en viu detall com ambdues nebuloses es separen en escales de temps extremadament curtes, cosa que permet als astrònoms veure canvis durant les dues últimes dècades. Alguns d’aquest ràpid canvi poden ser evidències indirectes d’una estrella que es fusiona amb la seva estrella companya.

"La nebulosa NGC 7027 mostra una emissió en un nombre increïblement gran de longituds d'ona diferents, cadascuna de les quals destaca no només un element químic específic de la nebulosa, sinó també els canvis importants en la seva estructura", va dir Kastner. L’equip d’investigació també va observar la Nebulosa de les papallones, que és una contrapartida de la nebulosa del “insecte de la joia”: ambdues es troben entre les nebuloses planetàries més polvorines conegudes i ambdues també contenen masses de gas inusualment grans perquè són de nova formació. Això els converteix en una parella molt interessant per estudiar en paral·lel, diuen els investigadors.

Les àmplies vistes de diverses nebuloses de Hubble de cada nebulosa ajuden els investigadors a rastrejar la història de les nebuloses de les ones de xoc. Aquests xocs normalment es generen quan els vents estel·lars frescos i ràpids s’enfonsen i s’embolcallen expandint més lentament gas i pols expulsats per l’estrella en el seu passat recent, generant cavitats semblants a bombolles amb parets ben definides.

Els investigadors sospiten que al cor de les dues nebuloses hi ha dues o dues estrelles que envolten les unes a les altres, com una parella de patinadors. L'evidència d'un "duo dinàmic" central prové de les estranyes formes d'aquestes nebuloses. Cadascun té una cintura pessigada, polsosa i lòbuls o sortides polars, així com altres patrons simètrics més complexos.

Una teoria líder per a la generació d'aquestes estructures en les nebuloses planetàries és que l'estrella que perd la massa és una de les dues estrelles d'un sistema binari. Les dues estrelles s’orbiten les unes a les altres amb la finalitat que interactuen, produint un disc de gas al voltant d’una o ambdues estrelles. El disc és la font de material que surt a les direccions oposades de l'estrella central.

De la mateixa manera, l'estrella més petita de la parella pot fusionar-se amb el seu company estel·lar inflat i en evolució més ràpida. Això també pot crear corrents de material que es poden arruïnar amb el pas del temps. Això crea un patró simètric, potser com el que dóna a NGC 6302 el seu sobrenom de "papallona". Aquestes sortides se solen veure en les nebuloses planetàries.

"Les presumptes estrelles companyes de NGC 6302 i NGC 7027 no han estat detectades directament perquè estan al costat o potser ja han estat empassades per estrelles gegants vermelles més grans, un tipus d'estels que és de cent a milers de vegades més brillant que la Sun ", va dir Bruce Balick, membre de l'equip, de la Universitat de Washington a Seattle. "La hipòtesi de fusionar estrelles sembla la millor i més senzilla explicació de les característiques vistes a les nebuloses planetàries més actives i simètriques. És un poderós concepte unificador, fins ara sense rival."

Nebulosa de les papallones

Imagineu-vos que un ruixador de gespa gira de forma salvatge, llençant dos corrents en forma de S. Al principi sembla caòtic, però si us fixeu una estona, podeu traçar els seus patrons. La mateixa forma de S està present a la nebulosa de les papallones, tret que en aquest cas no es tracta d'aigua a l'aire, sinó de gas que va explotar a una gran velocitat per una estrella. I la "S" només apareix quan és capturada pel filtre de la càmera Hubble que registra les emissions infraroges properes dels àtoms de ferro únicament ionitzats.

"La forma de S en l'emissió de ferro de la nebulosa de les papallones és un autèntic obridor d'ulls", va dir Kastner. La forma S traça directament les expulsions més recents de la regió central, ja que les col·lisions dins de la nebulosa són particularment violentes en

Envia suggeriments

Historial

Desades

Comunitat

Nebulosa "Bug Bug".

La nebulosa planetària NGC 7027 ha estat remullant lentament la seva massa amb patrons tranquils, esfèricament simètrics o potser en espiral, fins fa relativament poc. "En alguns aspectes, els canvis dins d'aquesta nebulosa són encara més dramàtics que els de la Papallona", va dir Kastner. "Alguna cosa va sortir recentment al pi al centre, produint un nou patró de trèvol, amb bales de material que sortien en direccions específiques."

Les noves imatges de l’equip de recerca de NGC 7027 mostren una emissió de ferro ionitzat únicament que s’assembla molt a les observacions realitzades per l’Observatori de raigs X de la NASA el 2000 i 2014 com a part de les investigacions anteriors de Kastner, membre de l’equip, Rodolfo Montez Jr., del Centre d’Astrofísica | Harvard i Smithsonian i col·laboradors. L’emissió de ferro rastreja les sortides orientades al sud-oest al nord-oest que també produeixen xocs que emeten els raigs X imaginats per Chandra. "Tenim la sospita que aquesta nebulosa és un gran exemple del que passa quan una estrella gegant vermella s'empassa bruscament un company", va dir Montez Jr.

Recently, NGC 7027's central star was identified in a new wavelength of light — near-ultraviolet — for the first time by using Hubble's unique capabilities. The near-ultraviolet observations will help reveal how much dust obscures the star and how hot the star really is. This object, which resembles a colorful jewel bug, is a visibly diffuse region of gas and dust that may be the result of ejections by closely orbiting binary stars that were first slowly sloughing off material over thousands of years, and then entered a phase of more violent and highly directed mass ejections. Hubble first looked at this planetary nebula in 1998. By comparing the old and new Hubble observations, researchers now have additional opportunities to study the object as it changes over time. Planetary nebulas are expanding shells of gas created by dying stars that are shedding their outer layers. When new ejections encounter older ejections, the resulting energetic collisions shape the nebula. The mechanisms underlying such sequences of stellar mass expulsion are far from fully understood, but researchers theorize that binary companions to the central, dying stars play essential roles in shaping them. NGC 7027 is approximately 3,000 light-years away in the constellation Cygnus. Credits: NASA, ESA and J. Kastner (RIT)

L’equip de recerca també inclou el doctorat. estudiants Jesse Bublitz i Paula Moraga de l’Institut de Tecnologia de Rochester, i Adam Frank i Eric Blackman de la Universitat de Rochester.

El 15 de juny de 2020 es va publicar a la revista Galaxies el document de l'equip, "First Results from a Panchromatic HST / WFC3 Imaging Study of the Young, Rapidly Evolving Planetary Nebulae NGC 7027 and NGC 6302".

El Telescopi Espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l’ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopi. L’Institut de Ciències del Telescopi Espacial (STScI) de Baltimore realitza operacions de ciència de Hubble. STScI està operat per la NASA per l’Associació d’Universitats per a la Recerca en Astronomia de Washington, D.C.

Claire Andreoli NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. 301-286-1940 Claire Blome / Ray Villard Space Telescope Science Institute, Baltimore 667-218-6426 / 410-338-4514 cblome@stsci.edu / villard@stsci.edu Joel Kastner Rochester Institute of Technology, Rochester, N.Y. jhk@cis.rit.edu Last Updated: June 25, 2020 Editor: Rob Garner Tags:  Goddard Space Flight Center, Hubble Space Telescope, Nebulae, Stars, Universe

Read Next Related Article

La Nasa Hubble