HST SLEDUJE UMÍRAJÍCÍ HVĚZDY

OBRÁZKY PLANETÁRNÍ MLHOVINY NGC 7027

HST a zařízení NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) získalo záblesk krátké etapy ve vývoji hvězdy střední hmotnosti podobné, jako naše Slunce, která kolem sebe vytvořila mlhovinu NGC 7027. Infračervený obrázek vlevo ukazuje mladou planetární mlhovinu ve stavu rychlého přechodu. Tento obrázek sám odhaluje nové důležité informace. Když astronomové spojí tento snímek s dřívějším snímkem, který byl pořízen ve viditelném světle, tak dostanou kompletní obraz o konečném stádiu hvězdného života.

NGC 7027 je efektní smrtí ve vývoji, kterou astronomové nazývají planetární mlhovina. Termín planetární mlhovina nemá nic společného s reálnou představou planet, ale protože první dalekohledy tyto objekty viděly jako kotoučky, dostaly podle toho název.

Hvězda se může stát planetární mlhovinou po vyčerpání nukleárního paliva ve svém nitru (vodík a helium) a po odfouknutí hvězdného materiálu do okolního prostoru. NICMOS snímek zachytil planetární mlhovinu uprostřed velmi krátké vývojové fáze trvající přibližně pouze 1000 let. Během této fáze se intenzivní ultrafialové záření z centrální hvězdy dostává na okraj plynu, který ji obklopuje. (Tento plyn září jasněji, protože toto záření vyrábí velmi žhavá hvězda uvnitř.) Tento horký plyn je v oblaku prachu a chladného molekulárního vodíku, který může být viděn pouze infračervenou kamerou. Molekulární plyn je rozrušován ultrafialovým zářením z centrální hvězdy.

Levý obrázek je vytvořen z prvních dat o planetární mlhovině, které získalo zařízení NICMOS. Tento obrázek je aktuální složeninou tří samostatných snímků pořízených na rozdílných vlnových délkách. Červená barva reprezentuje molekulární vodík, nejhojnější formu zastoupenou ve vesmíru. Snímek prozrazuje centrální hvězdu, která se schovává na snímku pořízeném ve viditelném světle. Okolní prodlužující se forma prstence plynu a prachu je také na tomto obrázku vidět. Tento plyn (jevící se jako bílý) má teplotu několik desítek až stovek stupňů. Objekt má dva kuželovité útvary chladného molekulárního vodíku (červený materiál) zářícího v infračerveném oboru. Plyn zářící v ultrafialovém oboru kolem hvězdy - jde o proces známý jako fluorescence. NGC 7027 je jeden z nejmenších objektů, který byl zachycen pomocí HST. Oblast, která je vidět má přibližně 14000 krát větší průměr než je vzdálenost mezi Zemí a Sluncem.

Pravý obrázek je složeninou infračerveného a vizuálního snímku a zachycuje reálnou stopu vývoje této mlhoviny. Jedná se o složeninu získanou ze snímku, který byl pořízen kamerou WFPC 2 a ze dvou snímků, které pořídilo zařízení NICMOS. Modrou barvu reprezentuje obrázek WFPC 2, zelená a červená prezentuje expozice pomocí zařízení NICMOS (tyto barvy zachycují emisi chladného molekulárního plynu). Každá vrstva (barevně odlišená) zachycuje změnu teploty, začínající u žhavé centrální oblasti, pokračující přes oblast, kde je molekulární vodík rozrušován zářením až po chladnou oblast molekulárního plynu a prachu.

Kombinace snímků ze dvou kamer umožnila astronomům jasně vidět vývoj mlhoviny a lépe pochopit hvězdné stádia vývoje. NGC 7027 je asi vzdálena od Slunce 3000 světelných let a nachází se v souhvězdí Labutě.

Kredit: William B. Latter (NASA), L. Hora (Smithsonian Astrophysical Observatory), J. H. Bieging (Steward Observatory), D. M. Kelly (University of Wyoming), A. Dayal (JPL), A.G.G.M. Tielens (University of Groningen), S. Trammell (University of North Carolina at Charlotte)

(podle STScI-PRC-98-11a z 19.3.1998 připravil PH)

HVĚZDNÉ PŘEMĚNY

Druhá dvojice obrázků zachycuje mlhoviny ve tvaru motýla. HST a kamera WFPC2 zachytily snímky dvou rodících se planetárních mlhovin, které svým tvarem připomínají motýla. Tyto snímky jsou zlatým hřebem ve fázi hvězdného konce, kdy umírající hvězda kolem sebe vytváří planetární mlhovinu. Levý snímek je mlhovina IRAS 17150-3224 a pravý obrázek je mlhovina IRAS 17441-2411. Tyto mlhoviny se nazývají protoplanetární, protože zachycují fázi ve vývoji, něco mezi rudým obrem a planetární mlhovinou. Tato fáze je pouze 1000 let dlouhá. Velmi krátká ve srovnání s miliardou let života hvězdy. Tyto snímky zachycují nejčasnější momentku přechodového procesu.

Studium obrázků protoplanetární mlhoviny je zajímavé k pochopení procesů hvězdné smrti. Hvězda začíná umírat, když vyčerpá termonukleární palivo vodík a helium. Hvězda se stane jasným a chladným červeným obrem a nafukuje se několikanásobně oproti své normální velikosti. Začíná odfukovat plyn do okolního prostoru v podobě obálek a tyto obálky vytváří kolem hvězdy hvězdné "kokóny". Na HST snímcích jsou obálky koncentrické prstence viditelné kolem každé mlhoviny. Ale obrázky také odhalují přerušené planetární obálky ve vnějších oblastech. Mlhovina připomíná křídla motýla, kde jednotlivá křídla jsou tvořena plynem a prachem.

Mlhoviny jsou ozařovány neviditelnou centrální hvězdou, která vyzařuje záření směrem k nám. Prohlížíme si okraj mlhoviny, kde je přímé záření hvězdy blokováno hustým "kokónem". Jinak by hvězdné záření zaplavilo velmi obtížně viditelnou mlhovinu ve tvaru motýla. Za několik stovek let intenzita ultrafialového záření z centrální hvězdy bude tak mocná, že pronikne okolním plynem a mlhovina se rozzáří.

Pozorování byla provedena kamerou WFPC2 za pomoci tří filtrů (žluto-zeleného, modrého a filtru pro blízkou infračervenou oblast). Snímky byly pořízeny v roce 1997 Sun Kwokem a v roce 1996 Matt Bobrowským.

Kredit: Sun Kwok a Kate Su (University of Calgary), Bruce Hrivnak (Valparaiso University) a NASA

Třetí dvojice snímků zachycuje mlhovinu NGC 6818 a mlhovinu NGC 3918. Pravý snímek ze dvojice je snímek NGC 6818 pořízený kamerou WFPC2. Zachycuje dvě zřetelné vrstvy plynu s prachem v přibližně kruhovém tvaru. Astronomové se domnívají, že rychlý vítr, vyvolaný centrální hvězdou, vytvořil tyto dvě vrstvy. Centrální hvězda planetární mlhoviny se projevuje jako nepatrná modrá tečka. Materiál je vlivem větru unášen tak rychle, že se rozšiřuje skrze starší materiál a tak se vytváří tyto vrstvy. Podobná příčina tvaru mlhoviny, kde se nově uvolněný plyn dere skrze starší, je vidět na levém obrázku na mlhovině NGC 3918. Mlhovina NGC 3918 se nápadně podobá výše zmíněné mlhovině NGC 6818. I zde je vidět vrstevnatý materiál sférického tvaru. Je zde vidět vnitřnější obálka skrze níž se dere ven obálka nová.

Studiem tak malých objektů astronomové doufají, že získají informace o evoluční historii planetárních mlhovin. HST snímky byly pořízeny 10. března 1997. Obrázek je složeninou tří snímků, exponovaných samostatně s rozdílnými filtry. Dva z nich jsou v červené a modré spektrální čáře vodíku, který je majoritní složkou mlhoviny. Třetí snímek je pořízen v zelené čáře dvakrát ionizovaného kyslíku.

NGC 6818 je od nás vzdálena 6000 světelných let v souhvězdí Střelce a má průměr asi 0.5 světelného roku.

Kredit: Robert Rubin (NASA Ames Research Center), Reginald Dufour a Matt Browning (Rice University), Patrick Harrington (University of Maryland) a NASA

(podle STScI-PRC-98-11b z 19.3.1998 připravil PH)