Туманность «Пузырь»: космическая сфера, рождённая звёздным ветром

На границе созвездий Кассиопеи и Цефея, в звёздных россыпях Млечного Пути, скрывается объект, который в любительский телескоп средней силы вполне оправдывает своё название. Туманность «Пузырь», обозначенная в каталоге как NGC 7635, имеет почти правильную округлую форму. В эпоху её открытия, в 1787 году, похожие на неё туманности начали называть «планетарными» за сходство с диском далёкой планеты Уран. Кстати, планету Уран и эту туманность открыл один и тот же астроном — Уильям Гершель. Он же придумал термин «планетарная туманность», который прижился в астрономии, хотя физической сути объектов не передавал.

Что это на самом деле

Позже астрономы разгадали природу большинства «планетарных» туманностей. Это сброшенные оболочки звёзд, прошедших стадию красного гиганта и превратившихся в белые карлики. Во время такого превращения внешние слои звезды покидают её, расширяясь в пространстве достаточно равномерно. «Пузырь» тоже какое-то время считался типичной планетарной туманностью — оболочкой умирающей звезды. Но это оказалось не так.

Природа NGC 7635 совершенно иная. Видимая голубоватая светящаяся сфера представляет собой фронт ударной волны. Он сформирован при встрече мощного звёздного ветра яркой массивной звезды с окружающим её веществом протяжённой водородной туманности.

Что такое звёздный ветер

Все звёзды излучают не только свет и другие разновидности электромагнитного излучения. С раскалённой поверхности звёзд истекает горячее вещество — так называемый звёздный ветер. Солнце тоже отправляет в пространство звёздный ветер, но мы называем его солнечным. По сути, это одно и то же.

Все пространство в пределах Галактики пронизано звёздными ветрами от самых разных звёзд. Более массивные и яркие звёзды создают более мощный ветер. Горячее звёздное вещество сталкивается с более холодным газом межзвёздной среды. В месте встречи вещество уплотняется, разогревается от удара ещё сильнее и начинает светиться.

Солнечный пузырь

Наше Солнце тоже своим ветром создаёт подобный пузырь. Внутренняя часть Солнечной системы находится внутри него. Правда, Солнце не слишком яркая звезда, и её пузырь не такой заметный. Хотя его условная поверхность очень важна для нас и имеет своё название. Астрономы используют термин «гелиопауза» для границы солнечного пузыря, где давление солнечного ветра и давление совокупного звёздного ветра от окружающих звёзд сравниваются. Внутренняя часть этого пространства называется «гелиосферой», и это среда нашего безопасного обитания.

Радиус гелиосферы составляет порядка ста астрономических единиц. Все большие планеты Солнечной системы располагаются внутри неё, но некоторые объекты Пояса Койпера и рассеянного диска, а также многие долгопериодические кометы оказываются за пределами солнечного пузыря. Космический аппарат «Вояджер-2» вышел за пределы гелиосферы в 2007 году, и благодаря присылаемой им информации мы можем что-то узнать о том, что там, за пределами.

Звезда-создатель

Но в масштабах межзвёздных расстояний солнечный пузырь кажется небольшим. Другое дело — звезда, создавшая туманность «Пузырь» в созвездии Кассиопеи. Она поистине исполинская. Глазом она не видна: это светило девятой звёздной величины. Но виной тому огромное расстояние, разделяющее нас и туманность. Оценки расстояния расходятся: от семи тысяч до одиннадцати тысяч световых лет . Практически все видимые глазом звёзды расположены существенно ближе — в десятки, сотни и тысячи раз ближе, чем звезда SAO 20575, создательница «Пузыря».

Астрономы определили, что в момент рождения эта звезда была очень массивной. Оценки её нынешней массы расходятся: от десяти-двадцати масс Солнца до сорока четырёх . За пару миллионов лет она потеряла значительную часть вещества. Масса ушла в звёздный ветер и частично осела в оболочке «Пузыря». Именно потому «Пузырь» так хорошо виден издалека: на его создание ушло несколько масс Солнца. Светимость звезды в сотни тысяч раз превышает солнечную. Это голубой гигант, пик излучения которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра и рентген. Есть подозрение, что перед нами звезда одного из редких типов — Вольфа — Райе, самых массивных и горячих звёзд Вселенной. Но это пока не точно. В любом случае это очень короткоживущая звезда, которая в значительной мере уже потратила свой запас водорода и через несколько миллионов лет вспыхнет сверхновой .

Почему звезда не в центре

Если размер солнечного пузыря составляет лишь пару сотен астрономических единиц, то туманность «Пузырь» простирается в среднем на три световых года от своей звезды. Но на астрофотоснимках породившая «Пузырь» звезда находится не в его центре, а ближе к краю. Такая асимметрия — результат неоднородной плотности межзвёздного вещества, окружающего звезду. В том направлении, где среда плотнее, стенка пузыря ближе к звезде: здесь звёздный ветер встретил существенное сопротивление среды гораздо раньше. Именно с этой стороны к «Пузырю» тянутся яркие продолговатые структуры, напоминающие «Столпы творения» в туманности «Орёл».

Звёздный ветер этой звезды движется со скоростью более ста тысяч километров в час, а диаметр самой сферы составляет около десяти световых лет. И она продолжает расти .