Ko se zvezde z nizko do srednjo težo, kot je naše Sonce, približajo konec življenjskega cikla, sčasoma zavržejo svoje zunanje plasti in za seboj pustijo gosto, belo pritlikavo zvezdo. Te zunanje plasti so postale masiven oblak prahu in plina, za katerega so značilne svetle barve in zapleteni vzorci, znani kot planetarna meglica. Nekega dne se bo naše Sonce spremenilo v takšno meglico, ki bi si jo lahko ogledali od svetlobnih let.
Ta postopek, kjer umirajoča zvezda povzroča ogromen oblak prahu, je bil že znano, da je bil neverjetno lep in navdihujoč, zahvaljujoč številnim slikam, ki jih je posnel Hubble. Po ogledu znamenite Mravlje meglice z Evropsko vesoljsko agencijo (ESA) Herschelov vesoljski observatorij, je ekipa astronomov odkrila nenavadno lasersko emisijo, ki namiguje, da je na sredini meglice sistem z dvojno zvezdo.
Študija z naslovom „Herschel Anketa o planetarnih meglicah (HerPlaNS): laserske črte za rekombinacijo vodika v Mz 3 “, ki so se nedavno pojavile v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society. Študijo je vodila Isabel Aleman z univerze v São Paulu in Leidenski observatorij. V njej so bili vključeni člani znanstvenega centra Herschel, Smithsonian Astrophysical Observatory, Inštituta za astronomijo in astrofiziko ter številnih univerz.
Meglica Mrav (aka Mz 3) je mlada bipolarna planetarna meglica, ki se nahaja v ozvezdju Norma, in je dobila ime po dvojnih plinih in prahu, ki spominjajo na glavo in telo mravlje. V preteklosti je lepo in zapleteno naravo te meglice slikala NASA / ESA Hubble vesoljski teleskop. Novi podatki, ki jih je pridobil Herschel, kažejo tudi na to, da meglica Ant ne oddaja intenzivnih laserskih emisij iz svojega jedra.
V vesolju se infrardeči laserji zaznajo pri zelo različnih valovnih dolžinah in le pod določenimi pogoji, poznamo pa le nekaj teh vesoljskih laserjev. Zanimivo je, da je astronom Donald Menzel - prvi opazoval in uvrstil Mravljino meglico leta 1920 (zato je po njem uradno znan kot Menzel 3) - eden prvih, ki je namigoval, da se lahko v meglicah pojavljajo laserji.
Menzel je povedal, da bi se pod določenimi pogoji v vesolju pojavila naravna "ojačitev svetlobe s stimuliranimi emisijami sevanja" (tj. Od koder dobimo izraz laser). To je bilo dolgo pred odkritjem laserjev v laboratorijih, priložnost, ki se vsako leto praznuje 16. maja, znana kot Unescov mednarodni dan svetlobe. Kot taka je bila zelo primerna, da je bil ta članek objavljen tudi 16. maja, kjer so praznovali razvoj laserja in njegovega odkritelja Theodore Maiman.
Kot je Isabel Aleman, glavna avtorica prispevka, opisala rezultate:
"Ko opazujemo Menzel 3, vidimo neverjetno zapleteno strukturo, sestavljeno iz ioniziranega plina, vendar ne moremo videti predmeta v njegovem središču, ki bi ustvaril ta vzorec. Zahvaljujoč občutljivosti in širokemu razponu valovnih dolžin Herschelovega observatorija smo zaznali zelo redko vrsto emisije, imenovano lasersko oddajanje vodikove rekombinacije, ki je omogočila razkritje strukture in fizikalnih razmer meglice. "
"Takšna emisija je bila že prej prepoznana v peščici predmetov in srečno je naključje, da smo v eni od planetarnih meglic, ki jih je odkril, zaznali vrsto emisije, ki jo je predlagal Menzel," je dodala.
Vrsta laserske emisije, ki so jo opazili, potrebuje zelo gost plin blizu zvezde. S primerjavo opazovanj Herschelovega observatorija z modeli planetarnih meglic je skupina ugotovila, da je gostota plinov, ki oddajajo laserje, približno deset tisočkrat gostejša od plina, ki ga opazimo v značilnih planetarnih meglicah in v režnjah same meglice Ant.
Običajno je regija blizu mrtve zvezde - v tem primeru približno razdalja med Saturnom in Soncem - precej prazna, ker je bil njegov material izvržen navzven, potem ko je zvezda odšla v supernovo. Vsak dolgotrajni plin bi kmalu padel nazaj nanj. Toda kot je povedal profesor Albert Zijlstra iz Centra za astrofiziko Jodrell Bank in soavtor študije, je povedal:
"Edini način, da tako gosto plino držimo blizu zvezde, je, če kroži okoli nje v disku. V tej meglici smo dejansko opazili gosto ploščo v samem središču, ki jo vidimo približno ob robu. Ta usmeritev pomaga ojačati laserski signal. Disk namiguje, da obstaja binarni spremljevalec, saj je izpuščeni plin težko priti v orbito, razen če ga spremljevalna zvezda ne usmeri v pravo smer. Laser nam omogoča edinstven način sondiranja diska okoli umirajoče zvezde, globoko v planetarni meglici. "
Medtem ko astronomi še niso videli pričakovane druge zvezde, upajo, da jih bodo prihodnje raziskave lahko poiskale in tako razkrile izvor skrivnostnih laserjev Mravlje Megle. Pri tem bodo lahko povezali dve odkritji (tj. Planetarno meglico in laser), ki ju je pred dobrim stoletjem naredil isti astronom. Kot je dodal Göran Pilbratt, ESA-jev projekt Herschel, je dodal:
"Ta študija kaže, da je značilna mravljinska meglica, kakršno vidimo danes, nastala zaradi zapletene narave binarnega zvezdastega sistema, ki vpliva na obliko, kemijske lastnosti in evolucijo v teh končnih fazah življenja zvezde. Herschel je ponudil popolne opazovalne sposobnosti za zaznavanje tega izjemnega laserja v meglici Ant. Ugotovitve bodo pomagale omejiti pogoje, v katerih se pojavlja ta pojav, in pomagale bomo izpopolniti naše modele evolucije zvezd. Veselo je tudi, da je Herschelova misija uspela povezati Menzelovo dve odkritji izpred skoraj stoletja. "
Vesoljski teleskopi naslednje generacije, ki bi nam lahko povedali več o planetarni meglici in življenjskih ciklih zvezd, vključujejo James Webb vesoljski teleskop (JWST). Ko se leta 2020 ta teleskop odpravi v vesolje, bo s svojimi naprednimi infrardečimi zmogljivostmi videl predmete, ki so sicer zakriti s plinom in prahom. Te študije bi lahko razkrile veliko o notranjih strukturah meglic in morda osvetlile, zakaj občasno izstrelijo "vesoljske laserje".
