ウェッブ氏、瀕死の星の残骸の複雑な詳細を明らかに

編集者注:この投稿では、まだ査読プロセスを経ていない進行中のウェブ科学からのデータに焦点を当てます。

NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、惑星状星雲の最もよく知られた例の 1 つであるリング星雲の画像を取得しました。 ウェッブの最初の画像の 1 つである南環状星雲とよく似ており、環状星雲は死につつある星の最終段階の複雑な構造を示しています。 カーディフ大学のロジャー・ウェッソン氏は、太陽に似た星の恒星のライフサイクルのこの段階について、そしてウェッブの観察がどのように彼と彼の同僚にこれらの天体の形成と進化に関する貴重な洞察を与え、連星の仲間の重要な役割を示唆しているかについて詳しく語ります。

「かつて惑星状星雲は、中心に死にゆく星が 1 つある単純な丸い物体であると考えられていました。 小さな望遠鏡を通して見ると、ぼんやりとした惑星のような外観にちなんで名付けられました。 ほんの数千年前、その星はまだ質量の大部分を脱ぎ捨てつつある赤色巨星でした。 最後の別れとして、ホットコアはこの放出されたガスをイオン化または加熱し、星雲は色とりどりの光の放出で反応します。 しかし、現代の観察では、ほとんどの惑星状星雲が息をのむような複雑さを示していることがわかっています。 そこで疑問が生じます。球形の星はどのようにしてこのような複雑で繊細な非球形の構造を作り出すのでしょうか?

「環状星雲は、惑星状星雲の謎を解明するのに理想的なターゲットです。 それは近くにあり、約 2,200 光年離れており、明るいため、北半球と南半球の多くの地域から晴れた夏の夜に双眼鏡で見ることができます。 ESSENcE (Evolved StarS and their Nebulae in the JWST Era) チームと名付けられた私たちのチームは、惑星状星雲と関連天体に関する国際的な専門家グループです。 私たちは、リング星雲がウェッブの NIRCam (近赤外線カメラ) および MIRI (中赤外線計測器) 機器の視野にうまく収まり、前例のない空間でリング星雲を研究できるため、ウェッブの観察によって貴重な洞察が得られることに気づきました。詳細。 それを観測するという私たちの提案は受け入れられ（一般観測者プログラム1558）、2022年7月12日に科学活動が開始されてからわずか数週間後にウェッブは環状星雲の画像を撮影しました。

「最初に画像を見たとき、その詳細の多さに驚きました。 この星雲の名前の由来となっている明るいリングは、約 20,000 個の高密度の分子状水素ガスの塊で構成されており、それぞれの質量は地球とほぼ同じです。 環内には、環星雲内で形成されるとは予想されない複雑な炭素含有分子である多環芳香族炭化水素 (PAH) からの狭い帯域の発光があります。 明るいリングの外側には、中心星から直接離れた方向を向いた奇妙な「スパイク」が見えます。これは赤外線では顕著ですが、ハッブル宇宙望遠鏡の画像では非常にかすかにしか見えませんでした。 これらは、熱い中心星からの直接の強力な放射線から遮蔽される、環の最も密度の高い部分の影で形成される分子によるものである可能性があると考えられます。

「私たちの MIRI 画像では、明るいリングの外側にあるかすかな分子のハローをこれまでで最も鮮明で鮮明に見ることができました。 驚くべき発見は、このかすかなハロー内に最大 10 個の規則的に配置された同心円状の特徴が存在することでした。 これらの弧は、中心星が外層を脱ぎ捨てるにつれて、約 280 年ごとに形成されたと考えられます。 単一の星が惑星状星雲に進化するとき、そのような期間を持つプロセスは私たちが知っている限りではありません。 むしろ、これらの輪は、冥王星が太陽から遠ざかるのと同じくらい中心星から遠く離れたところを公転する伴星がこの系に存在するに違いないことを示唆しています。 死につつある星がその大気を放出しつつあったとき、伴星は流出物を形作り、彫刻しました。 以前の望遠鏡には、この微妙な効果を明らかにする感度と空間分解能はありませんでした。

「では、球状の星はどのようにして環状星雲のような構造的で複雑な星雲を形成したのでしょうか? 二者択一の仲間からのちょっとした助けが、答えの一部かもしれません。」