«Хаббл» раскрыл тайну формирования протопланетарных туманностей

Космический телескоп «Хаббл» НАСА запечатлел чрезвычайно детальный вид туманности Яйцо — редкого астрономического явления, знаменующего собой быстрый финальный переход умирающей звезды. Расположенная примерно в 1000 световых лет от нас в созвездии Лебедя, эта протопланетарная туманность предлагает исследователям уникальный «криминалистический» взгляд на то, как звезды, подобные Солнцу, сбрасывают свои внешние слои. Новое изображение, обработанное Центром космических полетов имени Годдарда 10 февраля 2026 года, демонстрирует сложное взаимодействие света и тени, где лучи звездного света пробиваются сквозь плотный непрозрачный кокон из звездной пыли, создавая призрачное визуальное зрелище.

Что такое протопланетарная туманность?

Протопланетарная туманность — это кратковременная стадия эволюции, на которой звезда малой или промежуточной массы выбрасывает свои внешние газовые слои, создавая холодную темную оболочку, которая еще недостаточно горяча для ионизации. В ходе этой короткой фазы, длящейся всего несколько тысяч лет, туманность светится за счет отражения звездного света от частиц пыли, а не за счет собственного излучения. Эта стадия служит мостом между красным гигантом и полностью сформировавшейся планетарной туманностью.

Модели звездной эволюции предполагают, что звезды, подобные нашему Солнцу, в конечном итоге исчерпывают запасы водородного и гелиевого топлива, что заставляет их сжиматься, а затем расширяться. По словам Брюса Балика из Вашингтонского университета, туманность Яйцо представляет собой первую и самую молодую из когда-либо обнаруженных протопланетарных туманностей, являясь важнейшим тестовым примером для теорий поздних стадий смерти звезд. Поскольку эта фаза столь мимолетна, получение столь четкого изображения позволяет астрономам наблюдать процесс выброса, пока структурные доказательства остаются свежими и не искаженными ионизацией.

Термин «планетарная туманность» на самом деле является историческим заблуждением, так как эти структуры не имеют никакого отношения к планетам. Вместо этого они представляют собой светящиеся оболочки газа, возникающие, когда обнаженное ядро звезды становится достаточно горячим, чтобы ионизировать окружающее вещество. В случае с туманностью Яйцо центральная звезда остается скрытой за пылевым «желтком», что делает ее «протопланетарным» объектом. Эта компактная структура со временем трансформируется в нечто похожее на туманности Улитка или Бабочка, по мере того как центральная звезда продолжает процесс финального разогрева.

Как туманность Яйцо формирует свои лучи света и тени?

Туманность Яйцо формирует свои характерные лучи света и тени через кольцеобразные отверстия в толстом экваториальном пылевом диске, которые действуют подобно прожекторам в туманном небе. Эти апертуры позволяют интенсивным лучам света от центральной звезды вырываться из непрозрачного кокона «яичного белка» и освещать внешние, более быстро движущиеся полярные доли. Этот процесс создает впечатляющие концентрические дуги и тени, видимые на последних снимках.

Наблюдения космического телескопа «Хаббл» показывают, что эти лучи-«прожекторы» являются результатом прохождения высокоскоростных джетов сквозь более медленно движущуюся оболочку из старого вещества. Симметрия и точность этих узоров указывают на то, что процесс является не хаотичным взрывом, а скоординированной серией выбросов. Исследователи полагают, что эти потоки берут начало в обогащенном углеродом ядре умирающей звезды, которое пульсирует и выбрасывает вещество периодическими всплесками на протяжении нескольких сотен лет.

Замысловатые формы, наблюдаемые в туманности, также намекают на наличие гравитационных взаимодействий. Многие астрономы подозревают, что внутри центрального пылевого диска находится скрытая звезда-компаньон — бинарный партнер. Этот компаньон должен влиять на орбитальную механику системы, помогая формировать выходящий газ в симметричные доли и дуги, запечатленные камерой Wide Field Camera 3 (WFC3). Без такого партнера смерть звезды, скорее всего, привела бы к образованию гораздо более простого сферического облака, а не такой сложной геометрии.

Как далеко туманность Яйцо находится от Земли?

Туманность Яйцо расположена примерно в 1000 световых лет от Земли в северном созвездии Лебедя. Хотя некоторые исторические астрофизические модели оценивали расстояние до 3000 световых лет, текущие данные НАСА подтверждают ее положение в пределах 1000 световых лет, что делает ее одним из ближайших объектов такого рода. Эта близость имеет решающее значение для получения изображений высокого разрешения, необходимых для изучения мелкомасштабной пылевой ряби.

Масштабы туманности огромны, а выброшенное вещество движется со скоростями, которые позволили ему значительно расшириться всего за несколько столетий. Наблюдая за собственным движением пылевых дуг, ученые могут рассчитать хронологию гибели звезды. Эти измерения показывают, что самые внутренние кольца звездной пыли были выброшены всего несколько сотен лет назад, что делает туманность Яйцо относительно новым объектом в ландшафте Млечного Пути.

Научный интерес к расстоянию и составу туманности Яйцо выходит за рамки простого картографирования. Поскольку подобные звезды выковали те самые элементы, из которых состоят скалистые планеты, изучение их химического обогащения дает ключи к разгадке происхождения нашей собственной солнечной системы. Пыль, запечатленная на этих снимках «Хаббла», идентична материалу, который объединился в Землю 4,5 миллиарда лет назад. Наблюдение за этой туманностью позволяет ученым увидеть, как «семена» будущих миров рассеиваются в межзвездной среде.

Научная ценность наблюдений «Хаббла»

• Долгосрочный мониторинг: Это новое изображение объединяет данные 2012 года с недавними наблюдениями, что позволяет провести многолетнее сравнение расширения туманности.
• Технологическая преемственность: Используя Wide Field Camera 3, «Хаббл» сохраняет статус основного инструмента для анализа в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.
• Моделирование звездной смерти: Снимки высокого разрешения помогают уточнить компьютерные модели, предсказывающие, как асимметричные туманности формируются из сферических звезд.
• Состав пыли: Анализ отраженного света помогает определить размер и плотность углеродных зерен внутри диска туманности.

Космический телескоп «Хаббл» неоднократно возвращался к туманности Яйцо за время своей 35-летней миссии, включая знаковые наблюдения в 1997 и 2003 годах. Каждый последующий визит с использованием более совершенных инструментов, таких как Advanced Camera for Surveys (ACS) и NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer), снимал новый слой с этой «космической луковицы». По мере того как звезда продолжит разогреваться, туманность Яйцо в конечном итоге превратится в светящуюся плазму, что ознаменует финальную главу ее многомиллиардного путешествия.