ένα Μια φιγούρα σε σχήμα ανθρώπινου κρανίου έχει προσελκύσει για άλλη μια φορά την προσοχή της αστρονομικής κοινότητας.Αυτό είναι το νεφέλωμα PMR 1, γνωστό ως Νεφέλωμα Κρανίου ή «Εκτεθειμένο Κρανίο», ένα νέφος αερίου και σκόνης που περιβάλλει ένα ετοιμοθάνατο αστέρι, το οποίο έχει παρατηρηθεί με πρωτοφανές επίπεδο λεπτομέρειας από το... Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
Οι νέες παρατηρήσεις, που έγιναν στο Εγγύς και μέσος υπέρυθρος με τα όργανα NIRCam και MIRIΑυτές οι τεχνικές μας επιτρέπουν να διεισδύσουμε στα στρώματα σκόνης που προηγουμένως έκρυβαν ένα μέρος της δομής. Το αποτέλεσμα είναι εικόνες που αποκαλύπτουν μια στοιχειωτική σιλουέτα, με δύο σκοτεινές κοιλότητες που θυμίζουν οφθαλμικές κόγχες και μια κάθετη λωρίδα που χωρίζει το σύννεφο σε δύο ημισφαίρια, δίνοντάς του μια εμφάνιση πολύ παρόμοια με έναν εγκέφαλο που περιβάλλεται από ένα διαφανές κρανίο.
Το νεφέλωμα PMR1 είχε ήδη ανιχνευθεί πριν από περισσότερο από μια δεκαετία από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Σπίτζερ, επίσης από τη NASA, αλλά η ποιότητα των δεδομένων του Webb έχει αλλάξει εντελώς τον τρόπο που τα βλέπουμε. Η τρέχουσα ανάλυση εντείνει την «ανατομική» του εμφάνιση., με πιο καθορισμένες άκρες και πολύ πιο έντονες αντιθέσεις μεταξύ των διαφορετικών περιοχών αερίου και σκόνης.
Πέρα από την οπτική του επίδραση, Οι εικόνες του James Webb μετατρέπουν αυτό το νεφέλωμα σε ένα φυσικό εργαστήριο για μελετήσουν την τελική φάση των αστέρων ενδιάμεσης μάζαςόπως θα μπορούσε να συμβεί και με τον ίδιο τον Ήλιο σε δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα. Τα δεδομένα που συλλέγονται αναλύονται από ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων ευρωπαϊκών ομάδων που συντονίζονται μέσω του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), ο οποίος συμμετέχει στην αποστολή.
Μια δομή σε δύο τέλεια διαφοροποιημένα στρώματα
Τα στοιχεία που δημοσίευσαν οι διαστημικές υπηρεσίες δείχνουν ότι Το PMR 1 έχει δύο κύρια στοιχεία Αυτά αντανακλούν διαφορετικά στάδια στην εξέλιξη του κεντρικού άστρου. Από τη μία πλευρά, υπάρχει ένα πιο διάχυτο και εκτεταμένο εξωτερικό περίβλημα, που σχηματίζεται κυρίως από υδρογόνο που εκτοξεύεται κατά τη διάρκεια μιας πρώιμης φάσης απώλειας μάζας. Από την άλλη πλευρά, υπάρχει μια πολύ πιο σύνθετη εσωτερική περιοχή, με νημάτια, κόμβους αερίου και συγκεντρώσεις σκόνης που δημιουργούν ακανόνιστα σχήματα.
Στις εικόνες που λαμβάνονται με NIRCam, το εξωτερικό περίβλημα εμφανίζεται σε πολύ ανοιχτούς τόνουςΤο εξωτερικό είναι σχεδόν υπόλευκο, ενώ το εσωτερικό αποκτά πορτοκαλί αποχρώσεις που σηματοδοτούν τις περιοχές όπου συσσωρεύεται θερμότερο ή πυκνότερο υλικό. Αυτή η χρωματική διαφορά οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο το αέριο εκπέμπει και σκεδάζει το φως στην περιοχή εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Το όραμα του Το MIRI, το όργανο ευαίσθητο στο μέσο υπέρυθρο φως, αναδεικνύει πάνω απ' όλα την κοσμική σκόνη.Σε αυτήν την περίπτωση, η εξωτερική φυσαλίδα έχει έντονη μπλε απόχρωση, ενώ η κεντρική περιοχή εμφανίζει ιβουάρ αποχρώσεις και πολύ συμπαγείς δομές. Η σύγκριση των δύο μηκών κύματος επιτρέπει στους αστρονόμους να διακρίνουν καλύτερα ποιο μέρος του νεφελώματος κυριαρχείται από ιονισμένο αέριο και ποιες περιοχές είναι γεμάτες με μικροσκοπικά στερεά σωματίδια.
Σύμφωνα με τις εμπλεκόμενες επιστημονικές ομάδες, Η συνύπαρξη αυτών των στρωμάτων υποδεικνύει ότι το άστρο έχει περάσει από διαδοχικά επεισόδια εκτόξευσης ύλης.Οι πρώτες εκτοξεύσεις θα σχημάτιζαν το πιο εκτεταμένο περίβλημα, κυρίως υδρογόνου, ενώ οι μεταγενέστερες φάσεις θα δημιούργησαν το εσωτερικό νέφος, πλούσιο σε μείγματα διαφορετικών αερίων και σκόνης, το οποίο αναδιοργανώνεται υπό την επίδραση του αστρικού ανέμου και της ακτινοβολίας.
Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης παρατηρείται σε διάφορα πλανητικά νεφελώματα σπούδασε από την Ευρώπη και άλλες ηπείρους, αλλά Η καθαρότητα με την οποία φαίνεται στο Νεφέλωμα του Κρανίου καθιστά το PMR 1 μια περίπτωση αναφοράς. να συγκρίνουν θεωρητικά μοντέλα σχετικά με το πώς τα αστέρια χάνουν μάζα στο τέλος της ζωής τους.
Η σκοτεινή ζώνη και οι πιθανοί πίδακες αστρικού υλικού
Μία από τις λεπτομέρειες που έχουν εκπλήξει περισσότερο τους ερευνητές είναι η σκοτεινή ζώνη που διατρέχει κάθετα το κέντρο του νεφελώματοςΑυτή η γραμμή χωρίζει οπτικά τη δομή σε δύο σχεδόν συμμετρικά ημισφαίρια, ενισχύοντας την αίσθηση ότι κοιτάμε έναν εγκέφαλο χωρισμένο σε δύο λοβούς μέσα σε ένα ανοιχτό κρανίο.
Σύμφωνα με επίσημες πληροφορίες που δημοσίευσαν η NASA και η ESA, Αυτή η ταινία θα μπορούσε να σχετίζεται με ένα επεισόδιο βίαιης εκτόξευσης υλικού από το κεντρικό άστρο. Σε πολλά τερματικά συστήματα, έχουν ανιχνευθεί δίδυμοι πίδακες που αναδύονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, διαμορφώνοντας το περιβάλλον αέριο και χαράζοντας σκοτεινά κανάλια που εκτείνονται σε όλο το νεφέλωμα.
Στο επάνω μέρος της εικόνας που τραβήχτηκε με το MIRI, εμφανίζεται το αέριο στο εσωτερικό εκροή προς τα έξω σαν να ήταν μια ροή που διέρχεται από το εξωτερικό στρώμαΟι ειδικοί υποδεικνύουν ότι μπορεί να βλέπουμε μια παγωμένη στιγμή μιας πολύ δυναμικής διαδικασίας, κατά την οποία ο πίδακας έχει ανοίξει ένα κενό στο περιβάλλον υλικό, δημιουργώντας αυτό το είδος κάθετης «ουλής».
Είναι επίσης πιθανό η πυκνότερη, ψυχρότερη σκόνη που συγκεντρώνεται στη ζώνη να συμβάλλει σε μπλοκάρουν μέρος της υπέρυθρης ακτινοβολίαςτονίζοντας την αντίθεση με τις γειτονικές περιοχές. Ο συνδυασμός της γεωμετρίας της ροής, της πυκνότητας του υλικού και του προσανατολισμού σε σχέση με την οπτική επαφή από τη Γη περιπλέκει την ερμηνεία, επομένως διεξάγονται λεπτομερείς αναλύσεις φωτεινότητας, χρώματος και φασμάτων για να διαλευκανθεί ακριβώς τι συμβαίνει σε αυτήν την περιοχή.
Σε κάθε περίπτωση, η παρουσία αυτού του συγκροτήματος ενισχύει την ιδέα ότι Το PMR 1 δεν είναι ένα στατικό νεφέλωμααλλά το αποτέλεσμα ενός συνόλου διεργασιών που βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη, στις οποίες οι φάσεις αποβολής αερίου, σχηματισμού δομής και αναδιοργάνωσης υλικού εναλλάσσονται καθώς το αστέρι εξαντλεί τα τελευταία του αποθέματα καυσίμων.
Ένα ετοιμοθάνατο αστέρι με αβέβαιη μοίρα
Το νεφέλωμα PMR 1 σχηματίστηκε όταν Το κεντρικό αστέρι άρχισε να ξεμένει από πυρηνικά καύσιμα στον πυρήνα τουΣε αυτόν τον τύπο άστρου, η απώλεια σταθερότητας οδηγεί στην αποβολή των εξωτερικών στρωμάτων, τα οποία εκτοξεύονται στο διάστημα σε σχετικά σύντομα επεισόδια σε σύγκριση με τη συνολική ζωή του άστρου.
Στην τρέχουσα φάση, το αστέρι βρίσκεται ήδη σε ένα πολύ προχωρημένο στάδιο της εξέλιξής του. Περιβάλλεται από το νέφος αερίου και σκόνης που έχει αποβάλει το ίδιο....ενώ ο πυρήνας του συμπιέζεται και θερμαίνεται. Το μέλλον αυτού του αντικειμένου θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τη μάζα του, μια παράμετρος που δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί με επαρκή ακρίβεια για να διευθετηθεί η συζήτηση.
Αν το αστέρι έχει αρκετά μεγάλη μάζα, Τα θεωρητικά μοντέλα εξετάζουν την πιθανότητα η ζωή του να τελειώσει σε ένα έκρηξη σουπερνόβαΣε αυτό το σενάριο, μέρος του υλικού του νεφελώματος θα μπορούσε να αναδιαταχθεί ή να παρασυρθεί από την έκρηξη, και το υπόλειμμα του αστεριού θα μπορούσε να γίνει ένα αστέρι νετρονίων ή ένα ακόμη πιο συμπαγές αντικείμενο.
Αν, από την άλλη πλευρά, η μάζα είναι πιο μέτρια, σε ένα εύρος παρόμοιο με αυτό του Ήλιου, Πιθανότατα, το αστέρι απλώς θα συνεχίσει να χάνει στρώματα μέχρι να μετατραπεί σε λευκό νάνο.Αυτός ο πυκνός πυρήνας, περίπου στο μέγεθος της Γης, θα ψυχόταν αργά σε διάστημα δισεκατομμυρίων ετών, ενώ το νεφέλωμα σταδιακά θα διαλυόταν στο διαστρικό μέσο.
Τα δεδομένα που συλλέγονται από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, μαζί με συμπληρωματικές παρατηρήσεις από επίγεια τηλεσκόπια στην Ευρώπη και αλλού, θα πρέπει να βοηθήσουν στην βελτιώστε τις εκτιμήσεις μάζας και θερμοκρασίας του κεντρικού αστέρα. Αυτές οι πληροφορίες θα είναι κρίσιμες για την κατανόηση του κύκλου ζωής του συστήματος και του ρόλου που θα διαδραματίσει το PMR1 στο μελλοντικό τοπίο της περιοχής του στον γαλαξία.
Υπέρυθρες ακτίνες, παρειδωλία και η επιστήμη πίσω από το κοσμικό «πρόσωπο»
Ένας από τους λόγους που αυτές οι εικόνες προσελκύουν τόσο μεγάλο ενδιαφέρον του κοινού είναι το ψυχολογικό φαινόμενο του... ΠαρεδολίαΟι εγκέφαλοί μας τείνουν να αναγνωρίζουν οικεία μοτίβα—πρόσωπα, σιλουέτες, καθημερινά αντικείμενα—σε τυχαία σχήματα. Στο Νεφέλωμα του Κρανίου, Οι σκοτεινές κοιλότητες, η κεντρική λωρίδα και το εξωτερικό περίβλημα συνδυάζονται για να θυμίζουν έντονα ένα ανθρώπινο πρόσωπο ή εγκέφαλο..
Η NASA και άλλες υπηρεσίες έχουν ήδη διαδώσει αυτές τις πληροφορίες στο παρελθόν. Φωτογραφίες νεφελωμάτων που μοιάζουν με πεταλούδες, χέρια, φιγούρες ζώων ή ακόμα και ίχνη ποδιώνΌλα αυτά τα φαινόμενα είναι αποτέλεσμα της ίδιας τάσης να προβάλλονται γνωστές εικόνες σε δομές αερίου και σκόνης. Σε αυτήν την περίπτωση, το ψευδώνυμο «Εκτεθειμένο Κρανίο» έχει καθιερωθεί λόγω της εντυπωσιακής ομοιότητας, αλλά οι αστρονόμοι επιμένουν ότι αυτό που βλέπουμε είναι μια φυσική διαδικασία που σχετίζεται με το τέλος της ζωής ενός αστεριού.
Πίσω από την εντυπωσιακή αισθητική κρύβεται τεράστια επιστημονική αξία. Η υπέρυθρη περιοχή που εξερευνήθηκε από το James Webb επιτρέπει τη μελέτη περιοχών που δεν μπορεί να φτάσει το ορατό φως.Επειδή η σκόνη μπλοκάρει μέρος του οπτικού φάσματος αλλά επιτρέπει σε μεγάλο μέρος του υπέρυθρου φάσματος να περάσει, καθίσταται δυνατή η ανάλυση του τρόπου με τον οποίο κατανέμονται τα χημικά στοιχεία, του τρόπου με τον οποίο ψύχεται το αέριο και του ρόλου που παίζουν αυτά τα νεφελώματα στην ανακύκλωση της ύλης μέσα στον γαλαξία.
Από ευρωπαϊκής άποψης, η συμμετοχή των Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος στην ανάπτυξη και λειτουργία του Webb Εγγυάται προνομιακή πρόσβαση σε δεδομένα για ερευνητικές ομάδες σε ολόκληρη την ήπειρο. Κέντρα στην Ισπανία και σε άλλες χώρες της ΕΕ αξιοποιούν αυτού του είδους τις παρατηρήσεις για να μελετήσουν τη φυσική του ιονισμένου αερίου, τον σχηματισμό σκόνης και τη δυναμική των αστρικών εκτινάξεων στα τελικά στάδια της εξέλιξης.
Δεν είναι απλώς μια εικόνα που τραβάει την προσοχή στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, Το Νεφέλωμα του Κρανίου έχει γίνει μια βασική μελέτη περίπτωσης Να κατανοήσουμε πώς τα άστρα που μοιάζουν με τον Ήλιο επιστρέφουν υλικό στο διάστημα. Αυτό το εμπλουτισμένο αέριο, που αργότερα αναμειγνύεται με άλλα διαστρικά νέφη, μπορεί τελικά να σχηματίσει νέες γενιές αστεριών και πλανητών, κλείνοντας έτσι τον κοσμικό κύκλο της γέννησης και του θανάτου των αστρών.
Η εικόνα του PMR 1 που λήφθηκε από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb συνοψίζει σε μία μόνο σκηνή αρκετά από τα κύρια θέματα της σύγχρονης αστροφυσικής: ο θάνατος των αστεριών, η σύνθετη αρχιτεκτονική των νεφελωμάτων και η ανακύκλωση της ύλης στον γαλαξίαΚάτω από την εμφάνιση ενός ανησυχητικού κρανίου που επιπλέει στο σκοτάδι, αυτό που στην πραγματικότητα παρατηρείται είναι ένα παροδικό στάδιο εξαιρετικά πλούσιο σε φυσικά φαινόμενα, η μελέτη του οποίου θα συνεχίσει να παρέχει ενδείξεις για χρόνια σχετικά με την τύχη άστρων όπως το δικό μας.
