Мъглявината Южен пръстен има повече, отколкото изглежда на пръв поглед.
Когато астрономите за първи път видяха впечатляващи моментни снимки на мъглявината Южен пръстен, направени от космическия телескоп Джеймс Уеб, те разбраха, че ще трябва да преосмислят това, което смятат, че знаят за незабележителния обект.
Разположена на около 2000 светлинни години от Земята в съзвездието Вела, което се вижда в южното небе, мъглявината Южен пръстен беше сред ранните научни цели на космическия телескоп Джеймс Уеб. Мъглявината, известна още като NGC 3132, е била заснета преди това от предшественика на Уеб, космическия телескоп Хъбъл. Но снимките на Хъбъл, макар и зашеметяващи, не успяха да предадат цялата истина за този облак прах, изникнал от имплозия на умираща звезда с размерите на слънцето само преди 2500 години.
„Мъглявината Южен пръстен никога не е била смятана за твърде забележителна. Била е известна с това, че има разширена обвивка и че съдържа две видими звезди, обикалящи една около друга.“
каза Орсола Де Марко, астрофизик от университета Макуори в Австралия
Мъглявината Южен пръстен е така наречената планетарна мъглявина, която въпреки името си няма нищо общо с планетите и вместо това е продукт на имплозията на червена гигантска звезда. Когато звезда, малко по-голяма от слънцето, изчерпи водородното гориво в ядрото си, тя се раздува в червен гигант, който може да бъде стотици пъти по-широк от оригиналната звезда. В крайна сметка червеният гигант изхвърля външните си слоеве (които след това образуват мъглявината) и се свива в охлаждащи остатъци, наречени „бяло джудже“.
В изображенията от Хъбъл разпръснатите слоеве образуват доста гладък пръстеновиден облак, докато бялото джудже може да се види като малко светлинно петно в центъра на пръстена, засенчено от много по-ярка, все още напълно жива, придружаваща звезда на около 1300 разстояния слънце-земя.
Webb предостави по-сложен изглед на мъглявината. Телескопът на века изобрази облака с два от инструментите си, близката инфрачервена камера (NIRCam), която вижда по-топли обекти като звезди, и средната инфрачервена камера (MIRI), която е шампион в забелязването на прах.
Гледката на MIRI веднага предизвика интереса на астрономите. Вместо една голяма и една малка звезда, познати от погледа на Хъбъл, се появиха две звезди с еднакви размери. И странно, звездата, която астрономите познаваха като бялото джудже, беше неочаквано червена.
„Белите джуджета са горещи, те не светят в тази дължина на вълната. И така, веднага разбрахме, че трябва да има хладен диск от прах.“
каза Де Марко.
Астрономите веднага се зачудиха как се е появил праховият диск. Такива дискове обикновено са направени от материал от по-малка звезда, обикаляща около по-масивна, чиято гравитация смущава спътника. Но известният ярък спътник на бялото джудже в центъра на мъглявината Южен пръстен беше твърде далеч, за да бъде засегнат от него. Единственото правдоподобно заключение, каза Де Марко, е, че друга невидима малка звезда обикаля около бялото джудже много по-близо, освобождавайки праха. Системата от две звезди изведнъж се превърна в система от три.
Но изненадите не свършиха дотук
Под проницателния поглед на Уеб, сравнително гладката повърхност на пръстеновидния облак, видян от Хъбъл, се превърна в маса от въртящи се потоци и прахови нишки. Една характеристика особено привлече очите на астрономите: концентрични слоеве, разпространяващи се навън към краищата на пръстена като вълни в езеро. Астрономите са виждали такива концентрични черупки и преди, включително в изображенията на Уеб на мъглявината, заобикаляща гигантска звезда, известна като WR140.
„Има много мъглявини с такива арки. Извършена е много работа по моделирането на това откъде идват [арките] и единственият успешен модел е, че имат орбитален спътник и когато звездата изхвърли мъглявината, тя преминава покрай орбиталния спътник, който действа като спринклер и създава спирала, която е вкоренена в разширяващата се мъглявина.“
каза Де Марко.
Чрез измерване на разстоянието между концентричните пръстени, астрономите могат да научат много за придружаващата звезда, която е създала структурите, включително нейното разстояние от бялото джудже, чиято изхвърлена обвивка е създала мъглявината. Изчислението на разстоянието предполага, че нито един от двата спътника, видимият и този, отговорен за прашния диск, не може да причини вълните. Трета звезда, някъде между двете, е добавена в системата.
Незабележителната мъглявина, от която никой не се вълнуваше, изведнъж стана много интересна. И все още не беше свършило: Допълнителни изследвания на формата на мъглявината разкриха дори, че пета звезда може да се крие в прашния диск близо до бялото джудже.
„Смятаме, че целият този газ и прах, които виждаме разхвърляни навсякъде в мъглявината Южен пръстен, трябва да са дошли от тази една звезда, но са били изхвърлени в много специфични посоки от придружаващите звезди“,
казва в изявлянието си Джоел Кастнер, астроном от Рочестърския технологичен институт в Ню Йорк.
Неочакваното откритие на скритите звезди показва колко мощен е Уеб в разкриването на тайните на нашата Вселена.