Gigantyczna struktura z żelaza ukryta w ikonicznej mgławicy
Badanie w tej sprawie ujawnia istnienie potężnego, wąskiego pręta złożonego ze zjonizowanego żelaza. Znajduje się on w samym centrum Mgławicy Pierścień, znanej także jako Messier 57. Rozmiary tej struktury są trudne do ogarnięcia: rozciąga się na przestrzeni około 300 miliardów kilometrów. Dla porównania, średnia odległość Ziemi od Słońca to zaledwie 150 milionów kilometrów.
Czytaj też: Model wyjaśniający działanie wszechświata nie działa. Napięcia w kosmologii osiągnęły niespotykany poziom
Masa zgromadzonego tam żelaza jest porównywalna z masą całego… Marsa. Sam materiał to plazma, w której atomy żelaza utraciły cztery elektrony, co jest stanem wymagającym ekstremalnie wysokich temperatur. Struktura wyraźnie kontrastuje z dobrze widocznym, jasnym pierścieniem mgławicy, który znamy z klasycznych zdjęć. Mgławica ta, położona 2600 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Lutni, to pozostałość po gwieździe podobnej do Słońca. Około 4000 lat temu odrzuciła ona swoje zewnętrzne warstwy, tworząc rozszerzającą się chmurę gazu. Za miliardy lat ten sam proces czeka naszą gwiazdę dzienną.
Nowa technologia pozwala zobaczyć niewidzialne
Kluczem do odkrycia był instrument o nazwie WITCH (WHT Enhanced Area Velocity Explorer), zamontowany na Teleskopie Williama Herschela. Jego tryb Large Integral Field Unit (LIFU) wykorzystuje setki włókien optycznych do jednoczesnego przechwytywania widma światła z każdego punktu obserwowanego obszaru. To jak wykonanie tysięcy pomiarów spektroskopowych na raz, co daje niezwykle szczegółowy obraz chemiczny obiektu.
Mimo że Mgławica Pierścień była badana za pomocą wielu różnych teleskopów i instrumentów, WEAVE pozwolił nam obserwować ją w zupełnie nowy sposób, dostarczając znacznie więcej szczegółów niż kiedykolwiek wcześniej. Kiedy przetwarzaliśmy dane i przewijaliśmy obrazy, jedna rzecz wyskoczyła wyraźnie – ten wcześniej nieznany pręt zjonizowanych atomów żelaza, w środku znajomego i ikonicznego pierścienia – relacjonuje Roger Wesson, główny autor badania
Instrument ma zaplanowane szeroko zakrojone przeglądy nieba, które w ciągu najbliższych lat mogą przynieść kolejne, podobne rewelacje. Widać, jak ważny jest rozwój technik obserwacyjnych, dzięki któremu można poznać nieznaną stronę pozornie dobrze rozpracowanych obiektów.
Dwie możliwe historie powstania tajemniczego pręta
Pochodzenie struktury jest na razie zagadką. Naukowcy rozważają dwie główne możliwości. Pierwsza wiąże ją z samym procesem umierania gwiazdy. Być może w trakcie odrzucania materii doszło do złożonych, asymetrycznych procesów, które skoncentrowały żelazo w tej szczególnej, wąskiej formie. Druga hipoteza jest bardziej spektakularna. Pręt mógłby być pozostałością po skalistej planecie, która została pochłonięta przez swoją rozszerzającą się gwiazdę. Gdy gwiazda przekształcała się w czerwonego olbrzyma, mogła wciągnąć krążący w pobliżu świat. Proces ten uwolniłby ogromne ilości żelaza, czyli kluczowego składnika planet typu ziemskiego.
Czytaj też: W stronę Ziemi leci kolejna kometa. Astronomowie podali kluczową datę dotyczącą C/2025 R3
Zdecydowanie musimy wiedzieć więcej – szczególnie czy jakiekolwiek inne pierwiastki chemiczne współistnieją z nowo wykrytym żelazem, ponieważ prawdopodobnie wskazałoby to właściwą klasę modelu do dalszego badania. W tej chwili brakuje nam tych ważnych informacji – dodaje Janet Drew
Zespół planuje już kolejne obserwacje o wyższej rozdzielczości, które pomogą określić pełny skład chemiczny struktury. Bez tych danych trudno rozstrzygnąć, która z proponowanych historii jest prawdziwa. Możliwe też, że prawda okaże się zupełnie inna i zmusi nas do poszukania nowych wyjaśnień.