Ο Κρόνος είναι ένα εικονίδιο. Δεν υπάρχει τίποτα άλλο σαν αυτό στο Ηλιακό Σύστημα και είναι κάτι που ακόμη και τα παιδιά αναγνωρίζουν. Υπάρχει όμως ένα μακρινό αντικείμενο που οι αστρονόμοι ονομάζουν νεφέλωμα του Κρόνου, γιατί από απόσταση μοιάζει με τον πλανήτη, με το έντονο δαχτυλίδι του.
Το νεφέλωμα του Κρόνου δεν έχει καμία σχέση με τον πλανήτη, εκτός από το σχήμα. Είναι περίπου πέντε χιλιάδες έτη φωτός μακριά, έτσι σε ένα μικρό τηλεσκόπιο πίσω αυλή μοιάζει με τον πλανήτη. Αλλά όταν οι αστρονόμοι εκπαιδεύουν μεγάλα τηλεσκόπια πάνω του, η ψευδαίσθηση καταρρέει.
Οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο της Ισπανίας de Astrofísica de Canarias (IAC) συμμετείχαν σε μια πρόσφατη μελέτη του νεφελώματος του Κρόνου. Η εφημερίδα τους, με τίτλο «Μια απεικονιστική φασματοσκοπική έρευνα του πλανητικού νεφελώματος NGC 7009 with MUSE» δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics. Είναι η πρώτη λεπτομερής μελέτη ενός γαλαξιακού πλανητικού νεφελώματος με τον ολοκληρωμένο φασματογράφο πεδίου MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO. Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης είναι ο Jeremy Walsh, ερευνητής στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO), έδρα του VLT.
Το νεφέλωμα του Κρόνου είναι ένα πλανητικό νεφέλωμα, ένα ατυχές όνομα για αυτόν τον τύπο αντικειμένου. Το πλανητικό νεφέλωμα δεν έχει καμία σχέση με τους πλανήτες και τα πάντα με τα αστέρια. Ένα πλανητικό νεφέλωμα είναι στην πραγματικότητα ένα αστρικό υπόλοιπο: Ένα φωτεινό, λαμπερό πτώμα που έχει απομείνει αφού ένα αστέρι εξαντληθεί από καύσιμα και πεθάνει. Αυτό που μένει είναι μια περίπλοκη δομή νεφών διαφορετικών θερμοκρασιών αερίων, φωτισμένη από έναν λευκό νάνο στο κέντρο.
Ονομάστηκαν πλανητικό νεφέλωμα όταν πρωτοεμφανίστηκαν μέσω τηλεσκοπίων, γιατί σε απόσταση, μοιάζουν με τους γίγαντες αερίου στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Δυστυχώς, το όνομα έχει κολλήσει, μπερδεύοντας τους αστρο-περίεργους έκτοτε.
Το νεφέλωμα του Κρόνου, ή το NGC 7009 όπως είναι γνωστό, είναι ένα από τα πιο περίπλοκα πλανητικά νεφέλωμα εκεί έξω, και αυτή η πολυπλοκότητα το καθιστά ένα ενδιαφέρον αντικείμενο μελέτης για αστρονόμους και αστροφυσικούς. Γιατί δεν θα ήταν; Κοιτάξτε το.
Αυτή η νέα μελέτη είναι η πρώτη φορά που το όργανο MUSE στο VLT χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη ενός γαλαξιακού πλανητικού νεφελώματος. Οι αστρονόμοι που συμμετείχαν στη μελέτη λένε ότι η MUSE αποκάλυψε απροσδόκητη πολυπλοκότητα στο νεφέλωμα του Κρόνου.
Το ίδιο το νεφέλωμα αποτελείται από αέριο και σκόνη που εκδιώκεται από ένα κόκκινο γιγαντιαίο αστέρι στο τέλος της ζωής του, φωτισμένο από τον αριστερό λευκό νάνο στο κέντρο του. Οι αστρονόμοι το γνωρίζουν αυτό επειδή μπορούν να δουν ολόκληρη τη διαδικασία να παίζεται σε άλλα αστέρια σε όλο τον ουρανό σε διαφορετικά στάδια της ζωής. Αλλά αυτό που δεν γνωρίζουν είναι η λεπτομέρεια στην ιστορία του σχηματισμού ενός πλανητικού νεφελώματος. Και δεν τους αρέσει να μην γνωρίζουν.
Το όργανο MUSE στο VLT είναι ιδανικό για εργασίες όπως αυτή.
Το MUSE έχει την ισχυρή ικανότητα να ανιχνεύει την ένταση του φωτός ως συνάρτηση του χρώματος ή του μήκους κύματος, σε καθένα από τα pixel στις εικόνες του. Σε μία μόνο εικόνα, το MUSE μπορεί να αποκτήσει 900.000 φάσματα μικροσκοπικών μπαλωμάτων του ουρανού. Μπορεί να συλλάβει εικόνες αντικειμένων όπως το πλανητικό νεφέλωμα σε τρεις διαστάσεις και οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν όλες αυτές τις πληροφορίες για να αποκαλύψουν απροσδόκητη πολυπλοκότητα στο νεφέλωμα του Κρόνου. Αυτό που βρήκαν ήταν μια σειρά δομών, που σχετίζονται με διαφορετικά άτομα και ιόντα.
«Η μελέτη αποκάλυψε ότι αυτές οι δομές αντιπροσωπεύουν πραγματικές διαφορές στις ιδιότητες εντός του νεφελώματος, όπως υψηλότερη και χαμηλότερη πυκνότητα, καθώς και υψηλότερες και χαμηλότερες θερμοκρασίες», εξηγεί ο Jeremy Walsh, ερευνητής στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO) και πρώτος συγγραφέας του μελέτη. Ο Walsh αναφέρει ότι μία από τις επιπτώσεις είναι ότι «ιστορικές - και απλούστερες - μελέτες που βασίζονται στη μορφολογική εμφάνιση πλανητικών νεφελωμάτων φαίνεται να σηματοδοτούν σημαντικούς δεσμούς με τις υποκείμενες συνθήκες εντός του αερίου»
Χρησιμοποιώντας τη δύναμη του οργάνου MUSE και το VLT, η ομάδα πίσω από τη μελέτη αποκάλυψε στοιχεία που δείχνουν ότι το αέριο μέσα σε αυτό το νεφέλωμα δεν είναι καθόλου ομοιόμορφο. Το χαρτί τους χαρτογραφεί τους σχηματισμούς αερίου και σκόνης μέσα στο νεφέλωμα τεσσάρων θερμοκρασιών και τριών πυκνοτήτων.
Η Ana Monreal Ibero, δεύτερη συγγραφέας του άρθρου και ερευνητής στο IAC, σχολίασε την παρουσία και τη διανομή υδρογόνου και ηλίου στο νεφέλωμα του Κρόνου. Το υδρογόνο και το ήλιο είναι τα δύο πιο άφθονα στοιχεία του σύμπαντος και τα χαρακτηριστικά τους στο νεφέλωμα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του σχηματισμού του αντικειμένου και του θανάτου του κόκκινου γίγαντα που το δημιούργησε.
Όσον αφορά το υδρογόνο, ο Ibero είπε: «Η παρουσία σκόνης μέσα σε ένα νεφέλωμα θα μπορούσε επίσης να συναχθεί από την αλλαγή χρώματος μεταξύ διαφορετικών γραμμών εκπομπής υδρογόνου, του οποίου το αναμενόμενο χρώμα μπορεί να προσδιοριστεί από την ατομική θεωρία. Η ομάδα μας διαπίστωσε ότι η κατανομή σκόνης στο νεφέλωμα δεν είναι ομοιόμορφη, αλλά δείχνει πτώση στο χείλος του εσωτερικού κελύφους αερίου. Αυτό το αποτέλεσμα υποδηλώνει απότομες αλλαγές στην εκτόξευση σκόνης κατά τη διάρκεια των τελευταίων κουδουνισμάτων του ηλιακού τύπου αστεριού ή, εναλλακτικά, του τοπικού σχηματισμού σκόνης και καταστροφής. "
Όσον αφορά το ήλιο, η τρέχουσα θεωρία νεφελώματος λέει ότι η κατανομή του σε ένα πλανητικό νεφέλωμα πρέπει να είναι ομοιόμορφη. Για να το δοκιμάσουν αυτό, οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν δεδομένα MUSE για να χαρτογραφήσουν το ήλιο στο νεφέλωμα του Κρόνου. Βρήκαν παραλλαγές που ακολούθησαν τη μορφολογία του κελύφους του νεφελώματος. "Αυτό σημαίνει ότι οι τρέχουσες μέθοδοι προσδιορισμού του ηλίου χρειάζονται βελτίωση ή ότι η υπόθεση ότι η αφθονία είναι ομοιόμορφη πρέπει να απορριφθεί." λέει ο Monreal Ibero.
Το πλανητικό νεφέλωμα είναι συναρπαστικά αντικείμενα. Τα, φωτεινά, φάντασμα πέπλα αερίου και σκόνης τους είναι ακαταμάχητα στο μάτι. Αυτή είναι η πρώτη φορά που το MUSE χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη ενός πλανητικού νεφελώματος και παρόλο που η ομορφιά του αντικειμένου είναι λίγο μαγευτική, είναι η υποκείμενη επιστήμη που προκαλεί αστρονόμους και αστροφυσικούς.
Οι συγγραφείς της εφημερίδας παραδέχονται ότι παρουσιάζουν περιορισμένη ανάλυση μόνο από ορισμένες απόψεις. Αλλά το έργο τους δείχνει ότι το όργανο MUSE είναι γεμάτο δυνατότητες. Όπως λένε στο συμπέρασμα της εργασίας τους, «Οι παρατηρήσεις καταδεικνύουν το τεράστιο δυναμικό αυτού του οργάνου για την προώθηση οπτικών φασματοσκοπικών μελετών για νεφελώματα εκτεταμένης εκπομπής».
- Δελτίο Τύπου της IAC: «Το νεφέλωμα του Κρόνου αποκαλύπτει την πολυπλοκότητά του»
- Δελτίο Τύπου ESO: «Οι παράξενες δομές του νεφελώματος του Κρόνου»
- Ερευνητικό έγγραφο: Μια φασματοσκοπική έρευνα απεικόνισης του πλανητικού νεφελώματος NGC 7009 με το MUSE
- Καταχώριση Wikipedia: Νεφέλωμα Κρόνου
- Ιστοσελίδα ESO: MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
