Saturn je ikona. Ve Sluneční soustavě není nic jiného a je to něco, co dokonce i děti rozpoznají. Existuje však vzdálený předmět, který astronomové nazývají Saturnovou mlhovinou, protože z dálky připomíná planetu s výrazným prstencovým tvarem.
Mlhovina Saturn nemá žádný vztah k planetě, kromě tvaru. Je to asi pět tisíc světelných let, takže v malém dalekohledu připomíná planetu. Ale když astronomové na něm trénují velké dalekohledy, iluze se rozpadne.
Vědci španělského institutu Astrofísica de Canarias (IAC) byli součástí nedávné studie o mlhovině Saturn. Jejich článek nazvaný „Zobrazovací spektroskopický průzkum planetární mlhoviny NGC 7009 s MUSE“ byl publikován v časopise Astronomy and Astrophysics. Jedná se o první podrobnou studii galaktické planetární mlhoviny s integrovaným polním spektrografem MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) na velmi velkém dalekohledu ESO (VLT). Vedoucím autorem studie je Jeremy Walsh, výzkumný pracovník Evropské jižní observatoře (ESO), domov VLT.
Mlhovina Saturn je planetární mlhovina, což je nešťastné jméno pro tento typ objektu. Planetární mlhovina nemá nic společného s planetami a se vším, co souvisí s hvězdami. Planetární mlhovina je ve skutečnosti hvězdným zbytkem: Světlá, zářící mrtvola, která zbude poté, co hvězda vyčerpá palivo a zemře. Zbývá složitá struktura mraků různých teplotních plynů, osvětlená bílým trpaslíkem uprostřed.
Když byli poprvé viděni dalekohledy, nazývali se planetární mlhovinou, protože na dálku vypadají podobně jako obři plynu v naší vlastní sluneční soustavě. Jméno bohužel uvízlo a matoucí astro-zvědavce od té doby matilo.
Mlhovina Saturn, neboli NGC 7009, jak je známo, je jednou z nejsložitějších planetárních mlhovin, a díky této složitosti je zajímavým předmětem studia pro astronomy a astrofyziky. Proč by to tak nebylo? Jen se na to podívej.
Tato nová studie je poprvé, kdy byl nástroj MUSE na VLT použit ke studiu galaktické planetární mlhoviny. Astronomové zapojení do studie uvádějí, že MUSE odhalil neočekávanou složitost v Saturnské mlhovině.
Samotná mlhovina sestává z plynu a prachu vypuzovaného červenou obří hvězdou na konci jejího života, osvětlenou pozůstatkem bílého trpaslíka uprostřed. Astronomové to vědí, protože vidí, jak se celý proces odehrává v jiných hvězdách na obloze v různých fázích života. Nevědí však podrobnosti v historii formace planetární mlhoviny. A oni to nechtějí vědět.
Nástroj MUSE na VLT je ideální pro takovou práci.
MUSE má silnou schopnost vnímat intenzitu světla v závislosti na jeho barvě nebo vlnové délce v každém z pixelů v jeho obrazech. Na jednom obrázku může MUSE získat 900 000 spekter malých skvrn oblohy. Dokáže zachytit obrazy objektů, jako je planetární mlhovina, ve třech rozměrech a astronomové použili všechny tyto informace k odhalení neočekávané složitosti v mlhovině Saturn. Nalezli řadu struktur spojených s různými atomy a ionty.
„Studie odhalila, že tyto struktury představují skutečné rozdíly ve vlastnostech v mlhovině, jako je vyšší a nižší hustota, jakož i vyšší a nižší teploty,“ vysvětluje Jeremy Walsh, výzkumný pracovník Evropské jižní observatoře (ESO) a první autor studie. Walsh uvádí, že jedním z důsledků je, že „historické - a jednodušší - studie založené na morfologickém vzhledu planetárních mlhovin zřejmě signalizují důležitá spojení s podkladovými podmínkami v plynu.“
S využitím síly nástroje MUSE a VLT tým za studiem odhalil data ukazující, že plyn uvnitř této mlhoviny není v žádném případě jednotný. Jejich článek mapuje podformace plynů a prachu uvnitř mlhoviny o čtyřech teplotách a třech hustotách.
Ana Monreal Ibero, druhá autorka článku a výzkumnice v IAC, poznamenala přítomnost a distribuci vodíku a helia v Saturnské mlhovině. Vodík a helium jsou dva nejpříjemnější prvky ve vesmíru a jejich vlastnosti v mlhovině jsou rozhodující pro pochopení utváření objektu a smrti červeného obra, který jej vytvořil.
Pokud jde o vodík, Ibero řekl: „Přítomnost prachu v mlhovině lze také odvodit ze změny barvy mezi různými emisními čarami vodíku, jejichž očekávanou barvu lze určit atomovou teorií. Náš tým zjistil, že rozložení prachu v mlhovině není rovnoměrné, ale vykazuje pokles na okraji vnitřní plynové nádrže. Tento výsledek naznačuje ostré změny ve vypouštění prachu během posledních chrastítek sluneční hvězdy nebo alternativně při vytváření a ničení lokálního prachu. “
Pokud jde o helium, současná teorie mlhovin říká, že její rozdělení v planetární mlhovině by mělo být jednotné. Autoři použili data MUSE k otestování helia v Saturnské mlhovině. Našli varianty, které sledovaly morfologii skořápky mlhoviny. "To znamená, že současné metody stanovení helia je třeba zlepšit, nebo že předpoklad, že hojnost je stejná, by měl být odmítnut." říká Monreal Ibero.
Planetární mlhovina jsou fascinujícími objekty. Jejich, zářící, strašidelné závoje plynu a prachu jsou pro oko neodolatelné. Toto je poprvé, co byl MUSE používán ke studiu planetární mlhoviny, a ačkoli krása objektu je trochu fascinující, je to základní věda, která zaujme astronomy a astrofyziky.
Autoři článku připouštějí, že v některých ohledech předkládají pouze omezené množství analýz. Jejich práce však ukazuje, že nástroj MUSE je plný potenciálu. Jak uvádí v závěru své práce, „Pozorování ukazují obrovský potenciál tohoto nástroje pro rozvoj optických spektroskopických studií prodloužených emisních mlhovin.“
- Tisková zpráva IAC: „Mlhovina Saturn odhaluje její složitost“
- Tisková zpráva ESO: „Podivné struktury mlhoviny Saturn“
- Výzkumný článek: Zobrazovací spektroskopický průzkum planetární mlhoviny NGC 7009 s MUSE
- Wikipedia Vstup: Mlhovina Saturn
- Webová stránka ESO: MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
