Планетарные туманности: Кошачий Глаз (Cat's Eye Nebula)

Сегодня в рамках цикла о планетарных туманностях мы расскажем Вам об одной из самых интересных и красивых туманностей на нашем небосводе, но от этого не менее загадочной и до конца непонятной для астрономов. Речь в этом выпуске пойдет о Туманности Кошачий Глаз (по-английски – Cat’s Eye Nebula).

Туманность была обнаружена выдающимся англо-немецким астрономом Фредериком Уильямом Гершелем 15 февраля 1786 года. В Новом общем каталоге данную туманность каталогизировали, как NGC 6543.

Также, в качестве исторического факта отметим и то, что NGC 6543 стала первой планетарной туманностью, у которой английским астрономом-любителем Уильямом Хаггинсом в 1864 году был исследован спектр. Из-за своей сложной и, порой, необъяснимой формы, образованной не системными выбросами, а также из-за переливов в спектре, туманность как раз и получила свое нынешнее собственное название Кошачий Глаз.

В современной литературе и компьютерных играх название этой туманности можно встретить в романах Роберта Хайнлайна «Туннель в небе», Дугласа Адамса «Автостопом по галактике» и Чезаре Дансинни «Отбросы Вселенной», в новелле Мака Рейнольдса «Адаптация», а также в космических компьютерных симуляторах «Элит» и «Элит-2».

Расположена Туманность Кошачий Глаз в направлении созвездия Дракон на удалении от Земли примерно в 3 300 световых лет или в 1 килопарсек. В то же время, как уже стало привычным для подобных объектов, погрешность этого значения довольно весомая и составляет как в плюс, так и в минус около 900 световых лет.

Имея примерно 8-ю звездную величину, Туманность Кошачий Глаз легко наблюдаема при помощи даже бинокля. В то же время для оптимального наблюдения за объектом все же будет необходим телескоп с аппретурой хотя бы в 75 миллиметров. Естественно, при наличии оптических средств с большим разрешением можно будет рассмотреть даже сложную текстуру и цветность туманности.

Обнаружить Кошачий Глаз жителям Северного полушария можно между астеризмами головы и верхней части хвоста дракона. Она будет лежать практически на мнимой прямой линии, проходящей через звезды Альваид или Бета Дракона и Хи Дракона чуть ближе к Хи. Прямое восхождение в этом случае составит 17 часов 58 минут между 33 и 34 секундами при северном склонении в 66 градусов и почти 38 минут.

Несмотря на то, что Туманность Кошачий Глаз является одной из самых изученных на данный момент, она продолжается оставаться еще и одной из самых загадочных и непонятных. В ходе исследований у нее был выявлен ряд особенностей, которые не могут объяснить однозначно до сих пор. Сложность структуры Кошачьего Глаза пытаются объяснить корональными выбросами в двойной звездной системе, которая якобы находится в центре туманности, однако прямых свидетельств двоичности центральной звезды до сих пор нет.

В ходе анализа химического состава различными методами также были получены противоречивые данные. Причина этих расхождений неясна. В центре Туманности Кошачий Глаз, согласно этих данных, находится яркая и горячая звезда, которая около 1000 лет назад сбросила свою внешнюю оболочку и произвела туманность. Как классифицировать эту звезду? К однозначному мнению в этом вопросе также не пришли. Вероятно, это никак не белый карлик. После сброса оболочки, по всей видимости, гелиевые реакции в недрах и на поверхности светила продолжились, нагнетая ее температуру до показателей от 80 до 100 тысяч градусов по Кельвину, что вносит свой вклад в общую болометрическую светимость, превышающую солнечную, по меньшей мере, в 10 000 раз. Спектр излучения этой звезды показал большое содержание элементов, тяжелее гелия, а именно кислорода и азота, что дает основание условно отнести это светило к звездам класса Вольфа-Райе, однако учитывая ее массу примерно в 60-80% от солнечной, конечно же, классификация ее, как звезды Вольфа-Райе не выдерживает критики. Поэтому астрономы выделяют подобные объекты в отдельный класс звезд, которые называют звездами в центре планетарных туманностей или центральными звездами планетарных туманностей, выделив им даже отдельную область на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Отметим только то, что по своим характеристикам они очень сильно напоминают горячие субкарлики.

Наблюдения в рентгеновском диапазоне при помощи космической рентгеновской обсерватории «Чандра» показали наличие компактных областей чрезвычайно горячего газа внутри туманности, температура которых оценивается в 1 миллион 700 тысяч градусов по Кельвину. Подобное также является загадкой, однако его пытаются объяснить результатом взаимодействия мощного звездного ветра, скорость которого определяют в 1900 километров в секунду, с веществом, которое было выброшено звездой ранее. Это интересное взаимодействие создает так называемый внутренний пузырь туманности. Более удаленные от центра области имеют куда меньшие температуры, которые оцениваются в пределе от 7 до 9 тысяч Кельвинов при плотности примерно в 5000 частиц на кубометр. В то же время внешний ореол при чуть меньшей плотности несколько горячее, его температура даже доходит до 15 000 градусов по Кельвину. Отметим, что в среднем эффективный диаметр туманности составляет около двух десятых светового года.

Обсерватория «Чандра» также обнаружила точечный источник рентгеновского излучения в районе центральной звезды. Объяснить его наличие, учитывая довольно высокую температуру поверхности светила, очень тяжело. А поэтому предполагают о наличии аккреционного диска в двойной звездной системе. Опять же речь в этом случае ведется о наличии второго компаньона, который до сих пор не обнаружен.

Что касается химического состава Кошачьего Глаза, то тут ничего необычного как бы и нет. Как всегда для подобных объектов, в составе превалирует водород при примерно 10-12% содержания гелия, процентное соотношение наличия углерода, азота, кислорода и других более или менее тяжелых элементов незначительное.

Возраст Туманности Кошачий Глаз, судя по угловой скорости расширения, составляет около 1 000 лет. Однако внешние пиковидные части туманности имеют немного больший возраст — около 1600 лет, что говорит о нестабильности звезды-прародительницы, которая выбрасывала вещество в ограниченных количествах еще задолго до глобального сброса своей оболочки. Центральная звезда в своей юности, вероятно, была очень похожа на наше Солнце, имея массу от двух до трех солнечных. Проэволюционировав, она расширилась в объеме и покраснела. Предполагается, что перед зарождением туманности она представляла собой красный гигант, который в тот момент пребывал на асимптотической ветви гигантов диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Вне яркой внутренней части туманности, существует целый ряд концентрических колец, которые, как полагают, образовались задолго до формирования планетарной туманности. Эти кольца очень равномерно распределены, а это указывает на то, что выбрасывались они с очень регулярными интервалами и с довольно близкими скоростями. Общая масса колец составляет около одной десятой массы Солнца. Пульсации и выбросы центральной звезды, которые образовывали эти кольца, вероятно, начались 15 000 лет назад и прекратились примерно 1000 лет назад, когда началось формирование яркой центральной части. Именно центральная часть туманности и является результатом сброса верхней оболочки гигантской звездой, остатки которой мы сейчас наблюдаем в виде центральной горячей и яркой звезды с признаками Вольфа-Райе.

Что же ждет Туманность Кошачий Глаз в будущем? Ответить на этот вопрос однозначно нельзя, поскольку нет окончательного представления на счет бинарности центральной звезды. Как бы там ни было, но все же основная часть туманности рассеется в пространстве в ближайшие 10 тысяч лет. Центральная ее часть возможно и сохранится, время от времени подпитываясь выбросами и звездным ветром центрального светила, однако это будет уже не привычная для нас туманность, напоминающая кошачий глаз, а незначительный ее остаток. А поэтому спешим любоваться сказочным космическим зрелищем.

Ранее VideoNews рассказывали о планетарной туманности Кольцо (Ring Nebula).



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *