Χάθηκε λευκός νάνος μέσα σε πλανητικό νεφέλωμα

Πηγή: ScienceDaily,7 Ιουνίου 2008

Την ονόμασαν η περίπτωση του χαμένου νάνου. Μια ομάδα αστρικών αστρονόμων συμμετέχει σε μια διαστρική έρευνα στον τόπο του εγκλήματος. Έχουν δύο ύποπτους, ίχνη επίθεσης και ξυλοδαρμού, αλλά κανένα πτώμα. Το νότιο πλανητικό νεφέλωμα SuWt 2 είναι ο τόπος του εγκλήματος, περίπου 6.500 έτη φωτός από τη Γη στην κατεύθυνση του αστερισμού Κένταυρος.

Το SuWt 2 αποτελείται από ένα φωτεινό καυτό δακτύλιο αερίου. Εξασθενημένοι λοβοί επεκτείνονται κάθετα στο δακτύλιο, δίνοντας το σχήμα μιας κλεψύδρας στα πιο εξασθενημένα μέρη του νεφελώματος. Αυτοί οι καυτοί πίδακες μάλλον έχουν ενεργοποιηθεί από ένα άστρο, που έχει κάψει όλα του τα καύσιμα και κατάρρευσε σε έναν λευκό νάνο. Αλλά ο λευκός νάνος δεν βρίσκεται, ούτε και θα βρεθεί πουθενά. Δηλαδή βρέθηκε το έργο του, το πλανητικό νεφέλωμα, κι όχι ο ίδιος ο δράστης.

Τα αέρια εξωτερικά στρώματα του βαρύ άστρου εκτινάχθηκαν στο διάστημα και σχημάτισαν το πλανητικό νεφέλωμα SuWt 2, αυτά λοιπόν τα στρώματα λάμπουν από την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία που κανονικά εκπέμπει ο λευκός νάνος, κι έτσι είναι εύκολα ορατά. Παρ όλα αυτά, όμως, ο λευκός νάνος δεν πρόκειται να εντοπιστεί.

Αυτή η εικόνα του πλανητικού νεφελώματος SuWt 2 αποκαλύπτει μια φωτεινή δακτυλιδοειδή δομή που περικυκλώνει ένα φωτεινό κεντρικό αστέρι. Το κεντρικό αστέρι είναι στην πραγματικότητα ένα στενό δυαδικό σύστημα, όπου δύο αστέρια στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε πέντε ημέρες. Η αλληλεπίδραση αυτών των αστεριών και του πιο ογκώδους άστρου, που έριχνε υλικό στο διάστημα για να δημιουργήσει αυτό το νεφέλωμα, διαμόρφωσε αυτή τη δομή του δακτυλίου. Ο πυρήνας του ογκώδους άστρου πρέπει να βρίσκεται ακόμα μέσα στο νεφέλωμα γι αυτό και είναι αόρατος. Το νεφέλωμα βρίσκεται 6.500 έτη φωτός από τη γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Κένταυρος (Centaurus)

Το μυστήριο ξεκίνησε όταν οι ερευνητές έκαναν υπεριώδεις παρατηρήσεις στις αρχές της δεκαετίας του '90 με το δορυφόρο International Ultraviolet Explorer της NASA, αναμένοντας να δουν κάποιο σημάδι ενός εξασθενημένου αλλά πολύ καυτού αστεριού. Αλλά δεν ανιχνεύθηκε καμία υπεριώδης ακτινοβολία.

Αντί της υπεριώδους ακτινοβολίας, στο κέντρο του νεφελοειδούς δακτυλίου είναι δύο ύποπτοι χαρακτήρες: ένα ζευγάρι άστρων σε μικρή απόσταση, που στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε πέντε ημέρες, αλλά κανένα αστέρι δεν είναι λευκός νάνος. Αυτά τα αστέρια είναι καυτότερα από τον ήλιό μας (η φασματική κατηγορία τους είναι Α), αλλά δεν είναι ακόμα αρκετά καυτά για να κάνουν το νεφέλωμα να φαίνεται λαμπρό, πυρακτωμένο. Μόνο μια πλημμύρα από υπεριώδη ακτινοβολία, όπως αυτή που προέρχεται από τον χαμένο λευκό νάνο, θα μπορούσε να το κάνει αυτό.

Η εκτενής φωτομέτρηση  του δυαδικού συστήματος καθώς και η φασματοσκοπία που εφάρμοσαν οι επιστήμονες, δείχνουν ότι και τα δύο αστέρια είναι μεγαλύτερα από τα αστέρια της κύριας ακολουθίας με την ίδια μάζα. Αυτό μπορεί να υπονοεί ότι έχουν αρχίσει να εξελίσσονται προς την κατεύθυνση των ερυθρών γιγάντων. Και τα δύο αστέρια εμφανίζονται επίσης να κινούνται πιο αργά από όσο περίμεναν οι ειδικοί. Αναμένονταν να δείχνουν πάντα τις ίδιες πλευρές το ένα προς το άλλο, αλλά αυτό δεν γίνεται.

Έτσι, οι αστρονόμοι προτείνουν μια απλή εξήγηση για τα γεγονότα στο τόπο του εγκλήματος: τα αστέρια στο κέντρο του πλανητικού νεφελώματος SuWt 2 γεννήθηκαν ως μια οικογένεια τριών άστρων. Με τα αστέρια τύπου Α να κινούνται κοντά το ένα ως προς το άλλο και ένα τρίτο πιο βαρύ άστρο να κινείται σε τροχιά ακόμα πιο έξω. Το γεγονός αυτό έδωσε χώρο στο βαρύ άστρο να εξελιχθεί πιο γρήγορα και να γίνει ερυθρός γίγαντας, το οποίο έπειτα καθώς φούσκωσε κατάπιε το ζευγάρι των άστρων τύπου Α. Παγιδευμένα μέσα στον ερυθρό γίγαντα, μέσα σε ένα "κοινό περίβλημα," το ζευγάρι των άστρων κινήθηκε σπειροειδώς κάτω προς τον πυρήνα του ερυθρού γίγαντα, αναγκάζοντας το περίβλημα να περιστραφεί γρηγορότερα. Τελικά, τα εξωτερικά στρώματα του ερυθρού γίγαντα εκτινάχθηκαν στο επίπεδο της τροχιάς, παράγοντας έτσι ένα νεφέλωμα σε σχήμα δακτυλίου, όπως φαίνεται σήμερα.

Οι ασυνήθιστες αργές περιστροφές των δύο αστεριών Α μπορεί να ήταν μια άλλη συνέπεια του κυνηγητού τους από το βαρύ αμφιθαλή αδελφό τους.

Η υπεριώδης ακτινοβολία από τον καυτό πυρήνας του ερυθρού γίγαντα θα είχε αναγκάσει το νεφέλωμα να λάμπει. Εάν ο πυρήνας του γίγαντα ήταν αρκετά υψηλής μάζας, θα αδυνάτιζε έπειτα και θα ψυχόταν γρήγορα προς έναν εξασθενημένο λευκό νάνο, που μπορεί να εξηγήσει γιατί είναι σήμερα αθέατο.