Το λείψανο ενός άστρου δημιουργεί το Νεφέλωμα Μάτι της Γάτας

Άρθρο, Ιούνιος 2007

Αυτή η εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble μας παρουσιάζει ένα από τα πιο σύνθετα πλανητικά νεφελώματα που έχουν καταγράψει ποτέ οι αστρονόμοι, το NGC 6543 ή όπως αλλιώς ονομάζεται 'Νεφέλωμα Μάτι της Γάτας'.

Το Hubble μας αποκάλυψε το 1994 στο πλανητικό νεφέλωμα το 'Μάτι της Γάτας' εκπληκτικά περίπλοκες δομές, συμπεριλαμβανομένων και 11 ομόκεντρων δακτυλίων από αέρια, πίδακες από αέρια υψηλής ταχύτητας, και ασυνήθιστοι κόμβοι από αέριο που προκλήθηκαν από κύματα κλονισμού.

Μελέτες ενός μεγάλου αριθμού πλανητικών νεφελωμάτων έχουν αποκαλύψει ότι οι δακτύλιοι, όπως αυτοί που φαίνονται γύρω από το Νεφέλωμα Μάτι της Γάτας, ανευρίσκονται τουλάχιστον στο ένα τρίτο όλων των πλανητικών νεφελωμάτων. Αν και οι δακτύλιοι μπορούν να είναι το κλειδί για την εξήγηση της οδυνηρής τελικής 'αναπνοής' του κεντρικού άστρου που πεθαίνει, παραμένει κατά ένα μεγάλο μέρος άλυτο το μυστήριο πίσω από την κυκλική δομή των δακτυλίων του νεφελώματος.

Κάθε δακτύλιος είναι στην πραγματικότητα η άκρη μιας σφαιρικής φυσαλίδας όπως προβάλλεται πάνω στον ουρανό.

Το νεφέλωμα αυτό βρίσκεται ανάμεσα στα άστρα του αστερισμού του Δράκου και σε απόσταση 3.000 ετών φωτός από τη Γη.  Τα στρώματα αυτά του αερίου και της σκόνης έχουν εκτιναχθεί κατά διαστήματα - περιοδικά από το κεντρικό άστρο - 1500 ετών σχηματίζοντας τους δακτυλίους.

Εδώ όμως και 1.000 έτη το νεφέλωμα έχει πάρει αυτή τη μορφή, και αποτελεί ένα οπτικό "απολιθωμένο αρχείο" της δυναμικής και της πρόσφατης εξέλιξης του κεντρικού νεκρού άστρου. Τελικά, από το λείψανο του αρχικού άστρου δημιουργήθηκε ένα λευκό νάνο αστέρι θερμοκρασίας 80.000 βαθμών Κελσίου, ενώ λάμπει 10.000 φορές περισσότερο από τον Ήλιο μας. Ακόμα και σήμερα το άστρο αυτό έχει μάζα πενταπλάσια του ήλιου μας και εκτοξεύει υλικά με ρυθμό 20 τρισεκατομμύρια τόνους το δευτερόλεπτο και με ταχύτητα 1.900 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.

Μια ερμηνεία προτείνει ότι το αντικείμενο μπορεί να είναι ένα διπλό σύστημα άστρων. Τα δυναμικά αποτελέσματα δύο άστρων που είναι το ένα σε τροχιά γύρω από το άλλο, μπορούν ευκολότερα να εξηγήσουν τις περίπλοκες δομές, που φαίνονται στα περισσότερα πλανητικά νεφελώματα. Τα δύο άστρα είναι πάρα πολύ κοντά κι έτσι δεν μπορούν οι κάμερες του Hubble να τα εμφανίσουν ξεχωριστά, κι έτσι τα δείχνουν ως ένα απλό σημείο του φωτός στο κέντρο του νεφελώματος.

Καθώς γνωρίζουμε ένα πλανητικό νεφέλωμα διαμορφώνεται όταν ένα άστρο σαν τον ήλιο μας εκτινάξει με ήπιο τρόπο - κάνοντας δηλαδή σπασμούς - τα εξωτερικά αεριώδη στρώματά του, που τελικά σχηματίζουν λαμπερά νεφελώματα με καταπληκτικές σύνθετες μορφές. Αυτοί οι σπασμοί δημιούργησαν τους φλοιούς της σκόνης και του αερίου και μάλιστα ο κάθε ένας περιέχει τόση μάζα όση έχουν όλοι  οι πλανήτες μαζί (αποτελεί μόνο τα 1% της μάζας του ήλιου). 

Τα σχήματα αυτά που φαίνονται γύρω από τα πλανητικά νεφελώματα προκαλούν έκπληξη στους αστρονόμους, επειδή δεν περίμεναν ότι τα επεισόδια της εκτόξευσης της μάζας στο διάστημα με το τέλος της αστρικής ζωής θα επαναλαμβανόταν κάθε 1.500 χρόνια περίπου. Έχουν προταθεί δε Διάφορες εξηγήσεις, συμπεριλαμβανομένων των κύκλων της μαγνητικής δραστηριότητας, κάπως παρόμοιας με τον κύκλο της ηλιακής κηλίδας του ήλιού μας, τη δράση των άστρου συνοδού γύρω από το ετοιμοθάνατο άστρο, και τους αστρικούς παλμούς. Άλλοι αστροφυσικοί πιστεύουν ότι το υλικό εκτινάσσεται ομαλά από το αστέρι, και οι δακτύλιοι δημιουργούνται αργότερα λόγω του σχηματισμού των κυμάτων στο υλικό που τρέχει στο διάστημα.

Περίπου 1000 χρόνια πριν σταμάτησε απότομα η απώλεια της μάζας, και αναδύθηκε το νεφέλωμα Μάτι της Γάτας μέσα στους σκονισμένους φλοιούς. Αλλά τι άραγε να έχει προκαλέσει αυτήν την δραματική αλλαγή; Πολλές πτυχές αυτής της διαδικασίας που οδηγεί ένα άστρο να χάσει το αεριώδη στρώμα του δεν έχουν δικαιολογηθεί επαρκώς, γι αυτό και επιβάλλεται η συστηματική μελέτη των πλανητικών νεφελωμάτων, ώστε να ανακτηθούν οι πληροφορίες για τα τελευταία χίλια χρόνια στη ζωή ενός αστεριού σαν τον ήλιο μας.

Στο κέντρο ο αστερισμός του Δράκου και ανάμεσα του το πλανητικό νεφέλωμα NGC 6543 προς την κατεύθυνση του βόρειου εκλειπτικού πόλου