Čo tvaruje planetárne hmloviny

  • Marcel Škreka | 21 November 2012
    Stelárna astronómia
Snímka planetárnej hmloviny Fleming 1 zhotovená ďalekohľadmi VLT. Tento zaujímavý objekt je svietiaci plynný oblak obklopujúci pár mŕtvych hviezd - bielych trpaslíkov. Ich pohyb okolo spoločného ťažiska vysvetľuje symetrický tvar výtryskov v plynnom oblaku v tejto a iných planetárnych hmlovinách. Kredit: ESO/H. Boffin
V strede jednej z najpozoruhodnejších planetárnych hmlovín objavili astronómovia pár navzájom sa obiehajúcich hviezd. Nové pozorovania ďalekohľadmi VLT potvrdili doterajšie predpoklady o tom, čo zapríčiňuje prekvapivo symetrický tvar vyvrhovaného materiálu vytvárajúceho planetárne hmloviny.

Planetárne hmloviny sú žiariace vrstvy plynu, ktoré hviezda s hmotnosťou neprevyšujúcou približne 8 slnečných hmotností odvrhuje na konci svojho aktívneho života. Po odvrhnutí plynu ostane z pôvodnej hviezdy len odhalené horúce jadro - biely trpaslík. Ten ožaruje odvrhnuté vrstvy plynu, ktoré vidíme ako planetárnu hmlovinu. Fleming 1 je pekným príkladom symetricky tvarovaných prúdov plynu splietajúcich sa do zložitých zatočených vzorov, ktoré vytvárajú samotnú planetárnu hmlovinu.

Hmlovina Fleming 1 sa nachádza v južnom súhvezdí Kentaurus a objavená bola len pred storočím W. Flemingovou.

Astronómov už dlho trápila otázka, ako tieto symetrické výtrysky vznikajú. Odpovedať na túto otázku sa pokúsil nájsť tím astronómov pod vedením Henriho Boffina (ESO, Chile). Vedci porovnali nové pozorovania ďalekohľadom VLT s už existujúcimi počítačovými modelmi. Pomocou ďalekohľadu VLT zistili, že v centre hmloviny Fleming 1 sa pravdepodobne nachádzajú 2 biele trpaslíky obiehajúce sa v perióde 1,2 dňa. Hoci boli dvojhviezdy v centrách planetárnych hmlovín už objavené, systémy s dvomi bielymi trpaslíkmi sú veľmi vzácne.

Dvojhviezdy boli k vysvetleniu symetrie hmlovín navrhnuté už dávnejšie, no predpokladalo sa, že jednotlivé zložky obehnú okolo spoločného ťažiska prinajmenšom za niekoľko desaťročí. Teraz bol objavený hviezdny pár s obežnou dobou niekoľko tisíckrát kratšou.

Mnohé z planetárnych hmlovín majú rozmanité tvary s uzlami, vláknami a mohutnými výtryskami, vytvárajúc tak zložité štruktúry. Niekoľko z najpôsobivejších hmlovín vrátane Fleming 1 je stredovo symetrických. Pri týchto planetárnych hmlovinách materiál prúdi z oboch pólov centrálnej časti hmloviny v esovite tvarovaných výtryskoch. Nové pozorovanie ukázalo, že tvar hmloviny Fleming 1 je výsledkom tesnej interakcie páru hviezd. Tvar plynových štruktúr vytvorený týmto párom hviezd súhlasí s počítačovými simuláciami do najväčších detailov, aké sa súčasnou technikou ešte dajú pozorovať.

Ako hviezdy v páre starli, zväčšovali svoj objem a krátky čas odsávali hmotu zo svojho spoločníka. Odsávaný materiál prúdil z jednej zložky dvojhviezdy do druhej tak, že sa k nej približoval po špirále, čím vznikol akrečný disk. Obe hviezdy interagovali s akrečným diskom, čo spôsobilo, že sa začal správať ako točiaci sa vĺčik. Tomuto druhu pohybu hovoríme precesia a ovplyvnil správanie všetkej látky, ktorá prúdila z oboch pólov centrálnej časti hmloviny. Nový výskum potvrdil, že akrečné disky s precesným pohybom v dvojhviezdnych systémoch spôsobili prekvapivo symetrický tvar planetárnych hmlovín akou je aj Fleming 1. 

Detailné snímky z VLT viedli k objavu materiálu v tvare zauzleného prstenca vo vnútornej časti hmloviny. Takéto útvary sú známe aj pri iných typoch binárnych systémov a dokazujú prítomnosť hviezdneho páru.

Výskum ukázal, akú úlohu zohráva interakcia dvoch hviezd pri tvarovaní a pravdepodobne aj vzniku planetárnych hmlovín.