Predstav si oblak, ktorý nie je z vodnej pary ani z prachu, ale takmer výlučne zo železa. Znie to ako sci fi, no presne takýto objekt teraz astronómovia identifikovali v jednej z najznámejších planetárnych hmlovín na oblohe. Vnútri Prstencovej hmloviny sa ukrýva úzka žiarivá štruktúra tvorená ionizovanými atómami železa, ktorá unikalá pozornosti vedcov celé stáročia napriek tomu, že tento objekt patrí medzi najskúmanejšie pozostatky po umierajúcej hviezde, píše Interesting Engineering.

Smrť planéty odhalilo množstvo železa

Ide o pretiahnutý oblak v tvare tyče, ktorý sa rozprestiera na vzdialenosť približne 500-násobku obežnej dráhy Pluta a obsahuje množstvo železa porovnateľné s hmotnosťou planéty Mars. Nachádza sa presne vnútri vnútorného eliptického prstenca hmloviny a na snímkach v iných vlnových dĺžkach nemá žiadny zjavný náprotivok. Práve to z neho robí mimoriadne zvláštny objekt, ktorý nezapadá do bežných modelov vývoja planetárnych hmlovín.

Prstencová hmlovina je pozostatkom hviezdy podobnej Slnku, ktorá na konci svojho života odvrhla vonkajšie vrstvy plynu. Tieto vrstvy dnes vidíme ako jemne žiariacu škrupinu, osvetlenú horúcim bielym trpaslíkom v strede. Už od roku 1779, keď ju astronómovia začali systematicky pozorovať, prešla rukami najvýkonnejších teleskopov sveta vrátane Jamesa Webba. Napriek tomu sa železná štruktúra objavila až teraz a dôvod je čisto technický. Väčšina starších pozorovaní sledovala len vybrané vlnové dĺžky alebo malé časti objektu.

Zlom nastal s nasadením nového prístroja WEAVE na štyri celé dve desatiny metra veľkom ďalekohľade William Herschel na Kanárskych ostrovoch. Tento spektrograf využíva stovky optických vlákien na to, aby naraz zbieral svetlo z celej hmloviny. Výsledkom nie je len obraz, ale detailná mapa spektra pre každý bod objektu. Vďaka tomu dokážu vedci presne určiť chemické zloženie plynu v rôznych oblastiach a sledovať, ktoré prvky kde žiaria.

Keď výskumníci analyzovali spektrálne dáta a vytvorili obrazy pre jednotlivé chemické prvky, železo doslova vyskočilo z dát. V strede hmloviny sa objavila jasná úzka línia, ktorá silno žiarila v spektrálnych čiarach ionizovaného železa. Takto vysoká koncentrácia ťažkého prvku v presne ohraničenej štruktúre je pre planetárne hmloviny mimoriadne neobvyklá. Železo má tendenciu viazať sa do prachových zŕn a často je v plyne výrazne ochudobnené. V tomto prípade však nie je ani jasné, do akej miery je železo v tyči prítomné vo forme plynu a do akej miery v pevnej fáze.

University College London

Proces je zatiaľ neznámy

Otázka pôvodu tejto železnej tyče zatiaľ nemá jasnú odpoveď. Jedna možnosť je, že ide o stopu doteraz neznámej fázy straty hmoty umierajúcej hviezdy. V posledných tisícoch rokov života hviezdy sa totiž môžu objavovať asymetrické výtrysky a štruktúry, ktoré dnešné modely ešte nedokážu presne opísať. Takáto fáza by mohla viesť k nahromadeniu ťažších prvkov v úzkej oblasti blízko stredu hmloviny.

Ešte provokatívnejšia hypotéza pracuje s myšlienkou zničenej planéty. Keď sa hviezda v závere života nafúkne do červeného obra, jej atmosféra môže pohltiť vnútorné kamenné planéty. Extrémne teploty by ich rozdrvili a odparili, pričom železo z ich jadier by sa mohlo rozptýliť do okolia v podobe horúcej plazmy. Ak by tento proces prebehol asymetricky, výsledkom by mohla byť zakrivená alebo pretiahnutá štruktúra bohatá na železo, presne taká, akú dnes pozorujeme.

Problémom zostáva, že zatiaľ nevieme, či je železná tyč chemicky čistá alebo či obsahuje aj iné prvky typické pre planetárnu kôru, ako je kremík alebo horčík. Bez tejto informácie je ťažké rozhodnúť, či ide o produkt hviezdnej fyziky alebo o skutočný cintorín bývalej planéty. Vedci preto plánujú ďalšie pozorovania s vyšším spektrálnym rozlíšením, ktoré umožnia rozlíšiť aj veľmi slabé signály rôznych atómov.

V nasledujúcich rokoch bude prístroj WEAVE mapovať stovky ionizovaných hmlovín v celej Mliečnej ceste. Je dosť možné, že podobné železné štruktúry sa ukrývajú aj inde a doteraz nám jednoducho chýbali nástroje na ich odhalenie. Ak sa to potvrdí, budeme musieť prehodnotiť nielen detaily smrti hviezd podobných Slnku, ale aj osudy planét, ktoré sa ocitnú príliš blízko k svojmu umierajúcemu rodičovi.

Čítajte viac z kategórie: Novinky