Астрономы намекают, что наше Солнце не перестанет превращаться в типичную планетарную туманность

В учебниках часто упоминается, что планетарные туманности (PNe, множественное число) представляют собой конечное состояние для одиночных звезд с меньшей массой. Но, наоборот, недавние исследования показывают, что большинство PNe происходят из бинарных систем. Звезда с наименьшей массой, которая, согласно теории, образует типичную СП, имеет массу около 1 солнечной, и, таким образом, без спутника Солнце не может превзойти предел массы, необходимый для генерации горячая светящаяся (ионизированная) туманность обычно привязан к PNe. Новое исследование продолжает ставить под сомнение наше первоначальное понимание того, чем может закончиться жизнь Солнца.

К новое исследование во главе с Дж. Якоби частично направленная на проверку этой бинарной гипотезы путем поиска PNe в звездных скоплениях, занимающих M31 . Команда отметила, что «хотя модель бинарного взаимодействия объясняет некоторые аномалии, связанные с наблюдаемым населением планетарных туманностей, эта теория ожидает окончательного подтверждения».

«Традиционная теория утверждает, что предки PNe являются одиночными звездами от низкой до средней массы… Однако эта теория не обеспечивает естественного объяснения несферической морфологии, наблюдаемой для подавляющего большинства PNe, а также их низкой скорости образования. . Для устранения этих и других несоответствий была разработана новая парадигма, в которой большинство PNe формируются посредством взаимодействия ... с двоичным компаньоном », - сказал Jacoby et al. 2013 .

Jacoby et al. 2013 исследовал M31 в поисках PNe, входящих в звездные скопления. Положительное обнаружение позволит установить основные параметры (например, массу предшественника, возраст) PN (кредит изображения: Ноэль Карбони а также Грег Паркер ).

Преимущество обнаружения PN в звездном скоплении состоит в том, что его основные параметры (например, масса предшественника, возраст, химический состав) могут быть выведены из принадлежности к скоплению. «Трудно исследовать различные сценарии формирования PN с помощью звезд поля, поскольку у нас почти нет предварительной информации о свойствах предшественников PN. Однако в звездных скоплениях ситуация иная, поскольку можно получить доступ как к возрасту, так и к металличности прародителя », - сказала команда Якоби.

Проблема с использованием PNe в полевых условиях состоит в том, что их параметры плохо ограничены, отчасти из-за заведомо неопределенных расстояний до объектов. «… Ситуация с определением расстояний для галактических PNe не очень удовлетворительна. По оценкам, эта шкала расстояний может иметь точность в среднем до 35-50% », - сказал Чжан 1995 .

В последние годы измерения параллакса от Космический телескоп Хаббла ( Бенедикт и др. 2009 г. ) и Военно-морская обсерватория США ( Харрис и др. 2007 г. ) обеспечили улучшенные расстояния для некоторых ближайших PNe, а некоторые усовершенствованные методы оценки расстояний PNe могут дать погрешности от 20 до 30% ( Фрю и Паркер, 2006 , Frew 2008 , Stanghellini et al. 2008 г. ).

Во многих случаях расстояния до звездных скоплений могут быть определены более точно (лучше, чем 15%), что дает импульс для поиска скоплений PNe. Команда отмечает, что «[в частности] низкая масса отклонения старых шаровых скоплений (ШС) предоставляет инструмент, с помощью которого можно напрямую исследовать сценарий формирования двойной [планетарной туманности]. Поскольку глобальные скопления обычно имеют массу отклонения менее 1 [масса Солнца] ... Любой PN, обнаруженный в [шаровых скоплениях], должен, следовательно, происходить из альтернативного эволюционного канала, такого как взаимодействие с общей оболочкой или процесс увеличения массы (т. Е. Слияние звезд) . » Предполагается, что PNe образованы от 1 до 8 звезд солнечной массы.

PN NGC 2438 и рассеянное скопление M46 образуют случайную суперпозицию вдоль линии обзора. Лучевые скорости объектов не совпадают ( Kiss et al. 2008 г. ), тем самым указывая на то, что они физически не связаны (кредит изображения: Рот Риттер / Астрономическая картинка дня ).

Jacoby et al. 2013 обратите внимание, что «из 130 обследованных ШС Галактики только четыре родительских PNe: Ps 1 в M15, GJJC-1 в M22, JaFu1 в Pal 6 и JaFu2 в NGC 6441. Две из этих PNe имеют центральные звезды большой массы, более подходящие для PNe в [более молодых] рассеянных скоплениях, в то время как другие имеют туманности сильно несферической формы. Эти факты, наряду с наблюдением, что три из четырех PNe расположены в кластерах, богатых рентгеновскими источниками, предполагают, что взаимодействующие двойные системы играют роль в формировании кластерных PNe ».

Команда наблюдала 467 звездных скоплений в M31 с помощью телескопов WIYN, которые расположены на Китт-Пике. Команда определила PNe путем поиска их подписи. эмиссионные линии туманностей . Команда также проверила, имеют ли звездные скопления и PNe одинаковые скорости. «Чем лучше разрешение съемки по скорости, тем легче отделить вложенные PNe от случайных суперпозиций и отличить связанный с кластером PN от других несвязанных источников эмиссионных линий вдоль луча зрения, таких как области H II, отношения сигнал / шум и диффузное излучение », - сказал Jacoby et al. 2013 .

Команда пришла к выводу, что «из 270 кандидатов в шаровые скопления M31, наблюдавшихся с достаточной точностью скорости, пять свидетельствуют о кандидате в PN. Учитывая пределы светимости съемки, неопределенности в измерениях скорости и возможность путаницы с другими источниками эмиссионных линий… Эти числа также незначительно согласуются с бинарной гипотезой образования PN… »

Однако команда Джейкоби отмечает, что «… пять кандидатов PN [идентифицированные] среди молодых [открытых] скоплений в нашей выборке… вероятно, являются суперпозициями». К аналогичному выводу пришли исследователи, исследовавшие галактические PNe, обнаруженные вдоль линии обзора рассеянных скоплений (например, PN NGC 2438 в скоплении M46, Kiss et al. 2008 г. ).

Действительно, недавно было сообщено лишь о нескольких многообещающих случаях PNe в галактических рассеянных скоплениях (например, PN Abell 8 / Носик 6 , PHR 1315-6555 / Эндрюс-Линдси 1 ; Bonatto et al. 2008 г. , Паркер и др. 2011 г. ), и команда во главе с астрономом Кристиан Мони Бидин (Обзор VVV) намерен вскоре опубликовать еще одну многообещающую галактическую пару. Однако необходимы дальнейшие исследования для независимого подтверждения таких случаев, учитывая их важность.

«Расположение… целевых скоплений M31, наложенных на мозаику из [ПРИВЕТ] изображений.' (подпись к изображению / кредит: Jacoby et al. 2013 / arXiv / ApJ, извлечено DM)

Наконец, Jacoby et al. 2013 подчеркнем, что «[их M31 PNe] только кандидаты. Космический телескоп Хаббла Для подтверждения их существования необходимы узкополосные изображения… Однако после подтверждения эти мишени представляют собой новый источник материала для понимания физики образования ПН и химии их родительских кластеров ».

Происходит ли большая часть наблюдаемых PNe из двойных систем? Станет ли Солнце канонической PN? Ответы на эти вопросы в настоящее время не определены, и необходимы дополнительные исследования, чтобы понять такой решающий этап в эволюции звезд, таких как Солнце.

В Jacoby et al. 2013 результаты были приняты для публикации в Astrophysical Journal (ApJ), а препринт доступен на arXiv . Соавторами исследования являются Робин Чиардулло, Орсола Де Марко, Мён Гюн Ли, Кимберли А. Херрманн, Хо Сон Хван, Эван Каплан и Джеймс Э. Дэвис. Заинтересованный читатель, желающий получить дополнительную информацию, найдет уместным следующее: Jacoby et al. 1997 г. , Мо и де Марко 2006 , Bonatto et al. 2008 г. , Паркер и др. 2011 г. , Kiss et al. 2008 г. , Mermilliod et al. 2001 г. , Чжан 1995 , Бенедикт и др., 2009 г. , Харрис и др., 2007 г. , Фрю и Паркер, 2006 , Frew 2008 , Де Марко и др. 2013 , Stanghellini et al. 2008 г. , Пробоотборник планетарной туманности .