Odkryto układ podwójny gwiazd w Mgławicy Klepsydra

Teleskop SALT odkrył układ podwójny gwiazd w Mgławicy Klepsydra, jednej z najsłynniejszych mgławic, jakie sfotografował Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

Mgławica Klepsydra składa się z dwóch płatów gazu w kształcie klepsydry i czegoś, co wydaje się być wpatrzonym w nas okiem. Powłoki gazu tworzą oko otaczające gorącą gwiazdę centralną, która oświetla mgławicę jak neon. Astronomowie od dawna podejrzewali, że osobliwa mgławica została utworzona przez dwie oddziałujące ze sobą gwiazdy w układzie podwójnym, ale do tej pory nikt nie był w stanie tego udowodnić. Odkrycie przez SALT (Southern African Large Telescope) w Mgławicy Klepsydra dwóch gwiazd okrążających się wzajemnie w czasie 18,15 dnia stanowczo rozstrzyga sprawę i daje nowe spojrzenie na to, w jaki sposób mogą powstawać bardzo różnorodne bliskie układy podwójne gwiazd oraz mgławice w kształcie klepsydry.

Dr Miszalski z SAAO wykorzystał teleskop SALT do zbadania gwiazdy centralnej Mgławicy Klepsydra. W sumie wykonano 26 pomiarów, które wykryły jej małe ruchy w naszym kierunku i od nas, spowodowane wpływem grawitacji gwiazdy towarzyszącej. Dzięki metodzie Dopplera ujawniono ukrytego towarzysza krążącego wokół gwiazdy centralnej.  

Współautor badania, Rajeev Manick, przeanalizował pomiary SALT i stwierdził, że towarzysz musi być małą, chłodną gwiazdą około 5 razy lżejszą od Słońca.

Kolejna niespodzianka przyszła z układu podwójnego – stosunkowo duża odległość między tymi gwiazdami jest niezwykła. Współautorka, Joanna Mikołajewska z CAMK w Warszawie, ważnego partnera SALT, mówi: „Poprzedni autorzy sugerowali, że wybuch nowej może tłumaczyć wiele aspektów Mgławicy Klepsydra, jednak o dziwo znaleźliśmy dwie gwiazdy zbyt daleko od siebie, aby było to kiedykolwiek możliwe.”

Okres obiegu wskazuje, że Mgławica Klepsydra powstała w wyniku wzajemnego oddziaływania, którego doświadcza wiele gwiazd w ciasnych układach podwójnych, a nie z wybuchu nowej, jak wcześniej sądzono. W tym scenariuszu chłodniejsza gwiazda opada po spirali do atmosfery swojego większego towarzysza i pomaga uwolnić wspólną atmosferę, którą obecnie widzimy jako mgławicę. Mgławica Klepsydra jest jednym z niewielu takich przypadków, które wykazują okres obiegu powyżej 10 dni, co pomaga astronomom lepiej zrozumieć tę krótką fazę, jakiej doświadcza wiele rodzajów gwiazd podwójnych podczas swojego życia.

Chociaż astronomowie wciąż nie do końca rozumieją, w jaki sposób tworzą się mgławice w kształcie klepsydry, odkrycie tego układu podwójnego znacznie umacnia długo podejrzewany, ale trudny do udowodnienia związek między takim układem gwiazd i kształtem mgławicy. Znanym przykładem jest pozostałość po wybuchu supernowej 1987A, która często jest porównywana z Mgławicą Klepsydra, ze względu na bardzo podobny kształt. Sądzono, że powstała ona w wyniku połączenia się dwóch masywnych gwiazd przed wybuchem supernowej. Proces ten jest podobny do tego, co utworzyło Mgławicę Klepsydra, mają wspólną fizykę, w wyniku której powstały dwie najbardziej niezwykłe mgławice.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
SALT sees double in The Hourglass Nebula 

Źródło: SALT

Na zdjęciu: Mgławica Klepsydra widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a – zjonizowany azot (kolor czerwony), wodór (zielony) oraz dwutlenek zjonizowanego tlenu (niebieski). Źródło: Raghvendra Sahai i John Trauger (JPL), zespół naukowy WFPC2 i NASA.