Астрономы зафиксировали ударные волны в туманности Улитка — вещество умирающей звезды разрушается за 10 тысяч лет

Астрономы обнаружили в туманности Улитка двадцать две дугообразные ударные волны, которые показали, как выброшенное погибающей звездой вещество разрушается и смешивается с межзвёздным газом. Наблюдения позволили учёным оценить продолжительность этого процесса. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Туманность Улитка находится примерно в шестистах пятидесяти световых годах от Земли в созвездии Водолея. Это одна из ближайших и наиболее изученных планетарных туманностей. Название обманчиво: такие объекты не имеют отношения к планетам. Они образуются, когда звёзды небольшой или средней массы сбрасывают внешние оболочки на последних этапах своей эволюции. В центре туманности находится белый карлик — компактный остаток звезды, создавшей окружающую структуру.

Открытие было сделано случайно. Исследователи выбрали туманность Улитка для калибровки нового оборудования, но на полученном изображении заметили ранее не изученную сеть дугообразных структур. На восточной окраине туманности астрономы выявили двадцать две полные или частичные головные ударные волны. По форме они напоминают волну, возникающую перед носом движущегося по воде судна. В данном случае светящиеся дуги образуются перед преимущественно невидимыми сгустками звёздного вещества. Эти фрагменты быстро перемещаются через разреженный межзвёздный газ и сталкиваются с ним, создавая ударные волны.

Исследователи обнаружили, что внешний вид ударных волн последовательно меняется по мере удаления от центрального белого карлика. Ближе к нему структуры остаются крупными, тонкими и чётко очерченными. На большем расстоянии они становятся меньше, шире, тусклее и распадаются на отдельные участки. Размер дуг уменьшался примерно в сто раз на определённом расстоянии от центральной звезды. По мнению авторов работы, это свидетельствует о постепенном разрушении сгустков под воздействием окружающего газа.

Расчёты показали, что отдельный плотный фрагмент сохраняет целостность около десяти тысяч лет после начала активного взаимодействия с межзвёздной средой. Затем он дробится, теряет первоначальную структуру и смешивается с окружающим веществом. Сами фрагменты могут быть значительно старше. Их предполагаемый возраст достигает двадцати-тридцати тысяч лет. Это означает, что вещество было выброшено ещё до образования наблюдаемой планетарной туманности.

Примерно такой же путь в отдалённом будущем ожидает Солнце. После исчерпания топлива оно увеличится в размерах, пройдёт стадию красного гиганта и сбросит внешние оболочки. В центре образовавшейся планетарной туманности останется белый карлик. Выброшенное Солнцем вещество также будет постепенно разрушаться и смешиваться с межзвёздным газом, включаясь в общий цикл переработки вещества в галактике. Туманность Улитка позволяет нам заглянуть в это далёкое будущее и увидеть, как умирают звёзды, подобные нашему Солнцу. И хотя Земля вряд ли переживёт этот процесс, знание о том, что нас ждёт, делает нас чуть ближе к пониманию Вселенной, в которой мы живём.