Sérkennileg uppröðun hringþoka

Sævar Helgi Bragason 04. sep. 2013 Fréttir

Stjörnufræðingar hafa komist að því að fiðrildalaga hringþokur í miðbungu Vetrarbrautarinnar hafa tilhneigingu til að raðast upp með dularfullum hætti.

  • Tvískauta hringþokan Hubble 2

Stjörnufræðingar hafa notað New Technology Telescope ESO og Hubble geimsjónauka NASA og ESA til að rannsaka meira en 100 hringþokur í miðbungu Vetrarbrautarinnar. Athuganirnar hafa leitt í ljós að fiðrildalaga hringþokur hafa tilhneiginu til að raðast upp með dularfullum hætti — óvænt niðurstaða þegar horft er til ólíkrar fortíðar og breytilegra eiginleika stjarnanna.

Á lokastiginu í ævi stjarna á borð við sólina, varpa stjörnur frá sér ytri lögum sínum út í geiminn svo til verða fjölbreytt og falleg fyrirbæri sem kallast hringþokur. Ein gerð hringþoka, tvískauta hringþokur, hafa draugalega stundaglas- eða fiðrildalögun.

Allar hringþokur mynduðust á mismunandi stöðum og hafa mismunandi sérkenni. Hvorki stakar hringþokur né stjörnurnar sem mynduðu þær hafa víxlverkað við aðrar hringþokur. Í nýrri rannsókn stjörnufræðinga við Manchesterháskóla í Bretlandi hefur hins vegar óvænt komið í ljós að margar hringþokur raðast upp með svipuðum hætti á himninum [1].

„Þetta er mjög óvænt og mjög mikilvægt ef satt reynist,“ sagði Bryan Rees við Manchesterháskóla, annar af tveimur höfundum greinar um rannsóknina. „Langás margra þessara draugalegu, fiðrildalaga hringþoka, liggur meðfram fleti Vetrarbrautarinnar. Með hjálp Hubble og NTT fengum við mjög góðar myndir af þessum fyrirbærum svo við gátum rannsakað þau í smáatriðum.“

Stjörnufræðingarnir grannskoðuðu einkenni 130 hringþoka í miðbungu Vetrarbrautarinnar og skiptu í þrjár gerðir eftir útli [2].

„Tvær af gerðunum þremur röðuðust algerlega handahófskennt um himininn, eins og við bjuggumst við, en það kom okkur á óvart að þriðji hópurinn — tvískauta þokurnar — raðaðist upp á ákveðinn hátt,“ sagði Albert Zijlstra, annar höfundur greinarinnar, einnig við Manchesterháskóla.

Talið er að hringþokur mótist af snúningi stjarnanna sem mynda þær. Form þeirra veltur því á eiginleikum stjörnunnar — til dæmis hvort um sé að ræða tvístirni [3] eða hvort stjarnan hafi reikistjörnur, en báðir þættir gætu haft mikil áhrif á útlit þokanna. Lögun tvískauta hringþoka er sérkennilegust en má líklega rekja til stróka sem blása massa úr tvístirnakerfi hornrétt á brautir stjarnanna.

„Sú uppröðun sem við sjáum í tvískauta hringþokum bendir til að eitthvað skrítið sé á seyði hjá stjörnunum í miðbungunni,“ útskýrir Rees. „Til að þær raðist upp á þann hátt sem við sjáum, þyrftu stjörnurnar sem mynduðu þokurnar að snúast hornrétt á miðgeimsskýin sem þær mynduðust úr, sem væri mjög skrítið.“

Þótt ýmsir flóknir eiginleikar stjarnanna sjálfra móti þokurnar, benda niðurstöðurnar til þess að önnur utanaðkomandi áhrif frá Vetrarbrautinni okkar komi líka við sögu. Miðbungan öll snýst umhverfis miðju Vetrarbrautarinnar og gæti hún haft meiri áhrif en áður var talið á Vetrarbrautina alla með segulsviði sínu. Stjörnufræðingarnir hafa lagt til að uppröðun hringþokanna megi hugsanlega rekja til sterks segulsviðs þegar bungan myndaðist.

Þær hringþokur sem eru öllu nær okkur raðast ekki upp á sama skipulega háttinn. Þessi segulsvið virðast þar af leiðandi margfalt sterkari en þau sem eru í nágrenni okkar í dag [4].

„Við getum lært margt af því að rannsaka þessi fyrirbæri,“ segir Zijlstra. „Ef þokurnar raða sér í raun og veru upp á þennan óvænta hátt, hefur það ekki aðeins afleiðingar fyrir skilning okkar á fortíð stjarnanna sjálfra, heldur fortíð Vetrarbrautarinnar.“

Skýringar

[1] Langás tvískauta hringþoku liggur í gegnum vængi fiðrildisins en skammásinn liggur í gegnum búkinn.

[2] Hringþokurnar voru flokkaðar í þrennt eftir útlitseinkennum: Sporvölur, með eða án línulegrar innri byggingar og tvískauta.

[3] Tvístirnakerfi samanstendur, eins og nafnið gefur til kynna, af tveimur stjörnum sem snúast um sameiginlega þyngdarmiðju.

[4] Mjög lítið er vitað um uppruna og einkenni segulsviða í Vetrarbrautinni okkar þegar hún var ung svo óvíst er hvort þau hafi styrkst eða veikst með tímanum.

Frekari upplýsingar

Skýrt var frá þessari rannsókn í greininni „Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge“ sem birtist í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Í rannsóknarteyminu eru B. Rees (University of Manchester í Bretlandi) og A. A. Zijlstra (University of Manchester í Bretlandi). Bryan Rees sneri sér seint að stjarnvísindarannsóknum — hann ákvað að sækja sér doktorsgráðu eftir að hafa hætt að vinna snemma en þessi rannsókn er hluti af verkefninu hans.

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavik, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1338.

Tengdar myndir

  • hringþoka, geimþoka, tvískauta hringþokaÁ þessari mynd, sem tekin var með New Technology Telescope í La Silla stjörnustöð ESO, sést tvískauta hringþokan NGC 6537. Lögunin minnir á fiðrildi eða stundaglas en fyrirbærið varð til þegar stjarna á borð við sólina nálgaðist ævilok sín og tók að varpa ytri lögum sínum út í geiminn. Í tvískauta hringþokum streymir efnið í átt að pólsvæðum stjörnunnar aldurhnignum svo úr verður þetta áberandi form. NGC 6537 var ekki hluti af þessari rannsókn enda miklu nær okkur en hinar þokurnar. Mynd: ESO
  • hringþoka, geimþoka, tvískauta hringþokaHér sjást fjórar tvískauta hringþokur á myndum sem teknar voru með sjónaukum ESO. Rannsóknir á svipuðum fyrirbærum í miðbungu Vetrarbrautarinnar hafa leitt í ljós að þær raðast upp á sérkennilegan hátt. Fyrirbærin sem hér sjást eru miklu nær Jörðinni en þær sem kannaðar voru í rannsókninni en sýna þau margvíslegu form sem þessi glæsilegu fyrirbæri koma í. Fyrirbærin sem sjást eru: uppi, vinstra megin: Dymbilþokan, Messier 27; NGC 6302, uppi hægra megin; NGC 5189, neðri vinstra megin og Fleming 1, neðri hægra megin. Mynd: ESO
  • hringþoka, geimþoka, tvískauta hringþokaÁ þessari mynd, sem tekin var með Hubble geimsjónauka NASA og ESA, sést tvískauta hringþoka. Fyrirbærið kallast Hubble 12 en gengur líka undir skráarheitinu PN G111.8-02.8 og er í stjörnumerkinu Kassíópeiu. Lögun Hubble 12 minnir á fiðrildi eða stundaglas en fyrirbærið varð til þegar stjarna á borð við sólina nálgaðist ævilok sín og tók að varpa ytri lögum sínum út í geiminn. Í tvískauta hringþokum streymir efnið í átt að pólsvæðum stjörnunnar aldurhnignum svo úr verður þetta áberandi form. Mynd: NASA/ESA. Þakkir: Josh Harrington

Krakkavæn útgáfa