На расстоянии 650 световых лет от Земли, в созвездии Водолея, находится туманность Улитка — одно из самых красивых и хорошо изученных мест гибели звезды. Недавние наблюдения с помощью нового массива телескопов MOTHRA, разработанного учёными Йельского университета, позволили заглянуть в её внешние области и увидеть процесс, который через 5 миллиардов лет ожидает и наше Солнце. На снимках, сделанных в обсерватории Эль-Саус в Чили, обнаружилась необычная структура: 22 дугообразные ударные волны, которые возникают при столкновении сброшенной звездой оболочки с межзвёздным газом.
MOTHRA (Modular Optical Telephoto Hyperspectral Robotic Array) — это необычный инструмент: его окончательная конфигурация будет включать 1140 камер с телеобъективами Canon, объединённых в единую сеть. Пока массив находится в стадии строительства, но даже на этапе тестирования он уже продемонстрировал уникальные возможности. Учёные заметили на снимках туманности Улитка сложную сеть из 22 дуг, которые раньше не были видны. Эти структуры возникают, когда плотные сгустки газа — остатки оболочки, сброшенной умирающей звездой, — движутся сквозь межзвёздную среду на сверхзвуковой скорости.
Анализ изображений показал, что ударные волны ведут себя по-разному в зависимости от расстояния до центра туманности. Вблизи центрального белого карлика, где находится ядро бывшей звезды, они крупные, тонкие и чётко очерченные. По мере удаления дуги становятся меньше, расплываются и распадаются на отдельные фрагменты. Радиус кривизны уменьшается почти в 100 раз на расстоянии от 0,4 до 1,4 парсека. Это связано с постепенным разрушением газовых сгустков под воздействием межзвёздной среды. По расчётам, плотный фрагмент сохраняет целостность около 10 тысяч лет, после чего полностью смешивается с окружающим газом.
«Мы видим, как материал, сброшенный в конце жизни звезды, разбивается и возвращается в галактику», — объясняет Питер ван Доккум, профессор астрономии и физики из Йельского университета. — «Этот переход от узнаваемых звёздных обломков к разреженному газу между звёздами было очень сложно наблюдать. Теперь у нас есть уникальные данные, которые помогут лучше понять, как звёзды возвращают свой материал в межзвёздную среду».
Открытие важно не только для астрофизики, но и для понимания будущего Солнца. Через 5 миллиардов лет, когда в недрах нашей звезды закончится топливо, она сбросит внешнюю оболочку, образовав планетарную туманность. Её вещество, включая углерод и кислород, выброшенные в космос, постепенно смешается с межзвёздным газом и станет сырьём для формирования новых звёзд и планет. MOTHRA и подобные инструменты помогают учёным заглядывать в прошлое и будущее звёзд, расширяя наши знания о жизненном цикле небесных тел.
