Teraz naukowcy w końcu poznali część sekretów, które Mgławica Kocie Oko skrywa. Stworzyli oni bowiem jej trójwymiarowy model, który ujawnił mechanizmy stojące za jej niezwykłym kształtem. Rezultaty ich pracy mogą pomóc nam zrozumieć inne mgławice oraz dają pewien wgląd w to, co w dalekiej przyszłości może stać się z naszym Słońcem.
Mgławica jedyna w swoim rodzaju
Mgławica Kocie Oko znajduje się 3500 lat świetlnych stąd jest i tak zwaną mgławicą planetarną. Jest ona pozostałością po gwieździe, która dawno temu wypaliła całe zapasy swojego paliwa i zakończyła swój żywot.
Chociaż ogólnie rzecz biorąc tak jak inne mgławice planetarne Mgławica Kocie Oko ma okrągły kształt (któremu obiekty tego typu zawdzięczają swoją nazwę), jej wnętrze dominuje struktura przypominająca kształt źrenicy kociego oka. Dlatego jest ona strukturalnie jedną z najbardziej skomplikowanych znanych mgławic.
Mgławica Kocie Oko jest też jedną z najlepiej zbadanych mgławic, a mimo tego w jej kwestii istnieje wiele niewiadomych. Obecny model powstawania mgławic planetarnych, zwany modelem oddziałujących wiatrów gwiazdowych, nie wyjaśnia, w jaki sposób tak skomplikowane struktury w jej wnętrzu się uformowały.
Kosmiczna zagadka
Według modelu oddziałujących wiatrów gwiazdowych gwiazda rozdyma się do czerwonego olbrzyma i generuje powolny wiatr gwiazdowy, który wypycha materię gwiezdną w przestrzeń kosmiczną. Następnie gwiazda wyrzuca swoją zewnętrzną materię na zewnątrz, a jej jądro zapada się pod wpływem grawitacji, doprowadzając do powstania białego karła. Biały karzeł generuje szybki wiatr gwiazdowy, który uderza w materię wyrzuconą wcześniej i przemieszczającą się wolniej, doprowadzając do jej zagęszczenia i powstania świecącej, kulistej otoczki. Kształt Mgławicy Kocie Oko nie pasuje do tego modelu.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem mgławicę Kocie Oko byłem zdumiony jej piękną, idealnie symetryczną strukturą.”, powiedział Ryan Clairmont, który planuje studiować na Uniwersytecie Stanforda. „Byłej jeszcze bardziej zdumiony tym, że jej trójwymiarowa struktura nie była w pełni zrozumiana.”
Clairmont postanowił coś z tym fantem zrobić. Poprosił o pomoc astronomów Wolfganga Steffena z Narodowego Autonomicznego Uniwersytetu Meksyku i Nico Koninga z Uniwersytetu w Calgary w Kanadzie i wykorzystał oprogramowanie do modelowania astrofizycznego SHAPE, aby odtworzyć to, co dzieje się w centralnym obszarze Mgławicy Kocie Oko.
Trójwymiarowy model, który wiele wyjaśnia
Uczeni w ramach swoich wysiłków wykorzystali między innymi dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, który w 2008 roku przeprowadził niezwykle szczegółowe obserwacje mgławicy. Użyto też danych z Narodowego Obserwatorium w Baja California w Meksyku, które dostarczyły informacji o ruchach gazu wewnątrz mgławicy.
Skonstruowany przez badaczy trójwymiarowy model ujawnił coś ciekawego – spiralne pierścienie gazu o dużej gęstości, częściowo owinięte wokół zewnętrznej powłoki mgławicy, rozmieszczone symetrycznie wokół jej dwóch płatów. Ich symetria sugeruje, ze są rezultatem wystrzeliwania przez bieguny gwiazdy w centrum mgławicy szybkich dżetów materii. Jako że ta gwiazda chwieje się niczym bączek, dżety te przyjęły spiralny kształt. Ich niekompletność mówi z kolei, że gwiazda wytwarzała je tylko przez krótką chwilę.
Zgodnie z obecnym stanem wiedzy jedyną rzeczą, która może doprowadzić do powstania dżetów w mgławicy planetarnej, jest gwiazda podwójna. Uważa się, że w centrum Mgławicy Kocie Oko znajduje się gwiazda Wolfa-Rayeta, która jeszcze nie jest białym karłem, ale nieustannie wytraca masę, spalając ostatnie rezerwy swojego paliwa. Takie gwiazdy, w połączeniu z innymi gwiazdami, mogą tworzyć naprawdę spektakularne mgławice. Wcześniejsze badania sugerowały, że w sercu Mgławicy Kocie Oko może skrywać się gwiazda podwójna, a nowy model 3D wspiera tę interpretację.
Źródło: Royal Astronomical Society, fot. tyt. NASA, ESA, HEIC, Hubble Heritage Team (STScl/AURA)