Planetární mlhovina je jedním z nejkrásnějších objektů ve vesmíru. A přesto jsou životně důležité, protože jejich zpracované prvky se rozšiřují a mísí s mezihvězdným médiem v přípravě na vytvoření nové generace hvězd. Jejich studium je proto důležité pro pochopení hvězdného vývoje. Ale na rozdíl od jejich hvězdných bratří, protože žádný z nich není podobný, je obtížné je účinně vybrat z astronomických průzkumů hlubokého nebe. Naštěstí výzkumný tým nedávno vyvinul způsob, jak toho dosáhnout, a jejich práce by mohla otevřít dveře, aby plně pochopily velký kruh hvězdného života.
Ven s rozmarem
Když hvězdy jako naše slunce konečně nakopnou kbelík, nedělají to úhledně a uklizeně. Místo toho se v průběhu zhruba miliónu let pomalu otočili dovnitř ven a vytlačili své vnější vrstvy do okolní sluneční soustavy. Hrubý lapal po dechu drsným lapáním po dechu, hvězda házela své vrstvy a zanechávala za sebou jen žhavé horké jádro. Toto jádro, které se nyní správně nazývá bílý trpaslík, má teplotu asi milion stupňů a vydává velké množství rentgenového záření.
Toto záření dopadá na plyn obklopující nyní mrtvou hvězdu. Tento plyn je většinou vodík a helium, stejně jako všechno ostatní ve vesmíru, ale také obsahuje kousky a kousky těžších prvků a molekul, jako je uhlík, kyslík a dokonce voda. Prvky, které jsou pod vlivem intenzivního záření vystřelujícího z bílého trpaslíka, absorbují tuto energii a znovu ji emitují ve všech barevných vlnových délkách. V případě, že by vás zajímalo, přesně tak fungují zářivky, ale v mnohem větším a Messierově měřítku.
Postupem času se bílý trpaslík ochlazuje a už nebude schopen udržet rozsvícení celé mlhoviny, která jej obklopuje, a v tuto chvíli mlhovina zmizí z dohledu. To se děje zhruba 10 000 let po počáteční expozici jádra.
Tomu říkáme planetární mlhovina (do historie jména se nedostanu, protože to v podstatě nedává smysl a my s ním budeme muset žít). Každá planetární mlhovina je jedinečná, protože fyzika jejich formování - od vypuzování vrstvy po vrstvu materiálu hvězdy - je tak složitá, že ji nikdy nelze přesně opakovat. Přestože planetární mlhoviny netrvají dlouho, jsou překvapivě běžné, protože hvězdy, ze kterých pocházejí, jsou samy o sobě poměrně běžné. Nakonec je vidíme všude a blikají jako vánoční ozdoby na hluboké obloze.
Kruh hvězdného života
Hledání, kategorizace a porozumění planetárním mlhovinám je kriticky důležité pro obalení našich astronomických hlav kolem plného vývoje hvězd v galaxii. Je to proto, že planetární mlhoviny tvoří materiál pro nové generace hvězd. Pomalým rozptylem prachu a plynů v mlhovinách a někdy i násilnými explozemi způsobenými extrémním zářením a větry se materiál dostává do mezihvězdného prostoru. Tam se mísí a mísí s obecným galaktickým prostředím a nakonec najde cestu do nového dětského hvězdného systému a cyklus pokračuje.
A co víc, musíme pochopit planetární mlhoviny, protože nám dávají obrázek o tom, jak hvězdy, jako je naše slunce, umírají. V našich průzkumech vidíme nejrůznější planetární mlhoviny. Někdy vidíme krásné spirálové nebo spirálové struktury. Někdy vidíme koule nebo ovály. A někdy vidíme jen spoustu potrhaných hadrů, které se stěží nazývají mlhovinou. Jak vznikají takové složité a nesourodé vzorce? Jak mohou dvě hvězdy, které jsou zdánlivě velmi podobné, vést k radikálně odlišným planetárním mlhovinám? Nevíme.
A to není konec otázek. Jak kritické jsou planetární mlhoviny pro obohacení mezihvězdného média? Oproti říkám supernova. Jak rychle se může materiál rozptýlit a najít cestu zabudovanou do nějaké nové generace hvězd?
To vše jsou velmi dobré otázky, všechny bez velmi dobrých odpovědí
Několik dobrých pixelů
Správná odpověď na jakoukoli takovou otázku je obvykle více údajů. Potřebujeme hodně pozorování mnoha planetárních mlhovin, abychom se pokusili vybudovat slušnou statistickou databázi, abychom mohli začít srovnávat a kontrastovat solidním vědeckým způsobem. Ale je tu problém, který se objeví, pokud chceme začít vyvíjet masivní průzkumy, které budou na obloze vybírat tisíce a tisíce planetárních mlhovin. Problém je v tom, že žádné dvě mlhoviny nejsou podobné, takže je velmi těžké přijít s jednoduchým klasifikačním schématem, které vybírá planetární mlhoviny z některých jiných náhodných kousků vesmírných věcí.
Ještě frustrovanější je, že v měřítku a rozlišení většiny průzkumů oblohy jsou planetární mlhoviny jen pár fuzzy pixelů. Jak můžete říci jeden od druhého? Zde přichází nový výzkum. Tým astronomů provedl obrovské množství simulací a simulovaných pozorování planetárních mlhovin, kromě jiných zdrojů, s nimiž by se mohli zaměňovat s galaxiemi a kvasary.
Pak tato data nasekali co nejvíce různými způsoby a viděli, jak planetární mlhoviny sledují určité vlnové délky ve srovnání s ostatními. Identifikovali klíčovou řadu testů, které jim umožnily odfiltrovat téměř jakékoli jiné kontaminanty a zanechaly pouze populaci čistých (stále fuzzy) planetárních mlhovin. S touto technikou by budoucí automatizované průzkumy oblohy mohly snadno začlenit planetární mlhoviny do jejich katalogů, možná by pomohly odpovědět na některé z otázek, jak přesně kruh života prodávajícího koluje v galaxii.
Číst dál: „Planetární mlhoviny a jak je najít: Identifikace barev ve velkých širokopásmových průzkumech“
