Atunci când stelele cu greutate mică până la mijloc, precum Soarele nostru se apropie de sfârșitul ciclurilor lor de viață, în cele din urmă, își alungă straturile exterioare, lăsând în urmă o stea pitică albă densă. Aceste straturi exterioare au devenit un nor masiv de praf și gaze, care se caracterizează prin culori strălucitoare și modele complexe, cunoscute sub numele de nebuloasă planetară. Într-o zi, Soarele nostru se va transforma într-o astfel de nebuloasă, care ar putea fi privită din anii-lumină.
Acest proces, în care o stea pe moarte dă naștere unui nor masiv de praf, era deja cunoscut a fi incredibil de frumos și de inspirație datorită multor imagini realizate de Hubble. Cu toate acestea, după ce ai vizitat faimoasa nebuloasă de furnici cu Agenția Spațială Europeană (ESA) Observatorul spațial Herschel, o echipă de astronomi a descoperit o emisie neobișnuită cu laser care sugerează că în centrul nebuloasei există un sistem dublu de stele.
Studiul, intitulat „Herschel Studiul nebuloasei planetare (HerPlaNS): linii laser de recombinare a hidrogenului în Mz 3 ”, a apărut recent în Avize lunare ale Royal Astronomical Society. Studiul a fost condus de Isabel Aleman de la Universitatea din São Paulo și Observatorul Leiden și a inclus membri ai Centrului de Științe Herschel, Observatorului Astrofizic Smithsonian, Institutului de Astronomie și Astrofizică, și a mai multor universități.
Nebula furnică (de asemenea, Mz 3) este o tânără nebuloasă planetară bipolară situată în constelația Norma și își ia numele din lobii gemeni ai gazelor și prafului care seamănă cu capul și corpul unei furnici. În trecut, natura sa frumoasă și complexă a acestei nebuloase a fost imaginată de NASA / ESA Telescopul spațial Hubble. Noile date obținute de Herschel indică, de asemenea, că Antbula Nebula produce emisii laser intense din miezul său.
În spațiu, emisiile laser cu infraroșu sunt detectate la lungimi de undă foarte diferite și numai în anumite condiții și sunt cunoscute doar câteva dintre aceste lasere spațiale. Destul de interesant, a fost astronomul Donald Menzel - cel care a observat și clasificat pentru prima dată Nebula Ant la 1920 (de aceea este cunoscut oficial ca Menzel 3 după el) - care a fost unul dintre primii care au sugerat că laserele pot apărea în nebuloasă.
Potrivit Menzel, în anumite condiții, „amplificarea luminii prin emisiile stimulate de radiații” (de asemenea, de unde obținem termenul laser) ar avea loc în spațiu. Aceasta a fost cu mult înainte de descoperirea laserelor în laboratoare, ocazie care este sărbătorită anual pe 16 mai, cunoscută drept Ziua Internațională a Lumii a UNESCO. Ca atare, a fost foarte potrivit ca această lucrare să fie publicată și pe 16 mai, sărbătorind dezvoltarea laserului și a descoperitorului său, Theodore Maiman.
După cum a declarat Isabel Aleman, autorul principal al unei lucrări:
„Când observăm Menzel 3, vedem o structură uimitor de complexă formată din gaz ionizat, dar nu putem vedea obiectul din centrul său producând acest model. Datorită sensibilității și a gamei de lungime de undă largă a observatorului Herschel, am detectat un tip foarte rar de emisie numită emisie laser a liniei de recombinare a hidrogenului, care a oferit o modalitate de a dezvălui structura și condițiile fizice ale nebuloasei. "
„O astfel de emisie a fost identificată doar într-o mână de obiecte înainte și este o fericită coincidență că am detectat tipul de emisie pe care Menzel a sugerat-o într-una dintre nebuloasele planetare pe care le-a descoperit”, a adăugat ea.
Tipul de emisie laser pe care l-au observat are nevoie de gaz foarte dens aproape de stea. Comparând observațiile observatorului de la Herschel cu modele de nebuloase planetare, echipa a descoperit că densitatea gazelor care emite laserele era de aproximativ zece mii de ori mai densă decât gazul observat în nebuloasele planetare obișnuite și în lobii propriu-zis ai nebuloasei furnici.
În mod normal, regiunea apropiată de steaua moartă - în acest caz, aproximativ distanța dintre Saturn și Soare - este destul de goală, deoarece materialul său a fost evacuat spre exterior după ce steaua a trecut supernova. Orice gaz persistent ar cădea în curând pe el. Însă, după cum a spus profesorul Albert Zijlstra, de la Centrul Jodrell Bank pentru Astrofizică și coautor în cadrul studiului:
„Singura modalitate de a menține un gaz atât de dens aproape de stea este dacă orbitează în jurul lui pe un disc. În această nebuloasă, am observat de fapt un disc dens chiar în centru, care este văzut aproximativ la margine. Această orientare ajută la amplificarea semnalului laser. Discul sugerează că există un însoțitor binar, deoarece este greu să obții gazul evacuat să intre pe orbită decât dacă o stea însoțitoare îl deviază în direcția corectă. Laserul ne oferă un mod unic de a sonda discul din jurul stelei care moare, adânc în interiorul nebuloasei planetare. "
Deși astronomii nu au văzut încă a doua stea așteptată, ei speră că sondajele viitoare vor fi capabili să o localizeze, dezvăluind astfel originea misterelor lasere ale Ant Nebulei. În acest fel, vor putea conecta două descoperiri (adică nebuloasă planetară și laser) făcute de același astronom în urmă cu un secol. În calitate de Göran Pilbratt, omul de știință al proiectului ESS Herschel, a adăugat:
„Acest studiu sugerează că nebuloasa distinctivă de furnică așa cum o vedem astăzi a fost creată prin natura complexă a unui sistem de stele binare, care influențează forma, proprietățile chimice și evoluția în aceste etape finale ale vieții unei stele. Herschel a oferit capabilitățile perfecte de observare pentru a detecta acest laser extraordinar în Nebula Ant. Rezultatele vor ajuta la limitarea condițiilor în care se produce acest fenomen și ne vor ajuta să ne perfecționăm modelele de evoluție stelară. De asemenea, este o concluzie fericită că misiunea Herschel a fost capabilă să conecteze cele două descoperiri ale lui Menzel de acum aproape un secol. "
Telescoapele spațiale de generație următoare care ne-ar putea spune mai multe despre nebuloasa planetară și ciclurile de viață ale stelelor includ Telescopul spațial James Webb (JWST). Odată ce acest telescop va ajunge în spațiu în 2020, acesta va folosi capabilitățile sale infraroșii avansate pentru a vedea obiecte care sunt altfel închise de gaz și praf. Aceste studii ar putea dezvălui multe despre structurile interioare ale nebuloaselor și poate arunca o lumină asupra motivului pentru care trag periodic „lasere spațiale”.
