Туманность Бумеранг — протопланетная туманность, расположенная примерно в 1213 световых годах от нас в созвездии Центавра. Также известная как Биполярная туманность Центавра, она является самым холодным известным местом во Вселенной. Её температура составляет всего 1 К (-272,15 °C).
Туманность Бумеранг образовалась, когда звезда на поздней стадии своей жизни сбросила оболочку, образовав облака пыли и газа. Горячее звёздное ядро освещает расширяющиеся облака, открывая взору сложную окружающую туманность. В настоящее время туманность Бумеранг переходит в фазу планетарной туманности.
Стадия предпланетарной туманности — очень короткий этап в эволюции звёзд. Он длится всего около тысячи лет. Когда центральная звезда становится достаточно горячей, чтобы производить достаточно ультрафиолетового излучения для ионизации окружающих облаков, Бумеранг превращается в планетарную туманность.
Структура туманности состоит из большого круглого молекулярного газового облака, которое быстро расширяется, и значительно более плотного облака пыли, окружающего центральную звезду. Меньшее пылевое облако в форме пончика блокирует свет, исходящий от экватора звезды, из-за чего туманность кажется двухлепестковой.
Центральная часть туманности Бумеранг покрыта пылью. Крошечные частицы пыли, закрывающие часть центра туманности, придают Бумерангу форму песочных часов, если смотреть на него с Земли в видимом свете. Видимый свет, исходящий от центральной звезды, освещает две противоположные части, образующие песочные часы.
Сложная структура туманности Бумеранг также включает в себя полую цилиндрическую туманность вокруг звезды на завершающей стадии её существования. Предполагается, что полая часть образовалась из струй водорода или гелия, исходящих от полюсов звезды. Эти струи разрушают окружающий газ и проделывают в нём туннель.
Центральная звезда представляет собой звёздную систему. Поскольку она продолжает выбрасывать вещество со своей поверхности, а газ продолжает выбрасываться наружу, туманность продолжает формироваться. Газ распространяется со скоростью 164 км/с. Расширение газа приводит к исключительно низкой температуре туманности.
Исследования туманности Бумеранг
В 1995 году было обнаружено, что туманность Бумеранг является самым холодным известным природным объектом во Вселенной. Астрономы использовали 15-метровый субмиллиметровый телескоп и обнаружили, что температура туманности составляет -272 °C, или всего 1 градус Кельвина. Это даже холоднее, чем космическое микроволновое фоновое излучение — фоновое свечение (тепловое излучение), оставшееся после Большого взрыва. Температура реликтового излучения составляет 2,72548 ± 0,00057 К (-270 °C).
Наблюдения в 2013 году показали, что двойная структура туманности окружена большим объёмом холодного газа, который можно было обнаружить только в субмиллиметровом радиодиапазоне. Радиоинтерферометр показал, что внешние области туманности, по-видимому, медленно нагреваются, но всё ещё холоднее космического микроволнового фона.
Исследование, опубликованное в 2017 году, подтвердило, что туманность Бумеранг является самым холодным из известных объектов во Вселенной. Масса сверх холодного выброса составляет около 19 солнечных масс. Исследователи сообщили, что плотный центральный пояс туманности имел размеры примерно 1740 на 275 астрономических единиц в поперечнике и содержал крупные холодные частицы пыли.
Особенности туманности
Предполагаемая масса выброса слишком велика, если туманность образовалась из красного гиганта (звезды RGB или AGB). Звёзды, образующие планетарные туманности, обычно имеют массу до 8 масс Солнца. Астрономы считают, что скорость потери массы неравномерна.
Астрономы определили, что возраст расширения центральной области составляет до 1925 лет, а возраст быстрого биполярного истечения — до 1050 лет, при этом нижний предел возраста ультрахолодного истечения составляет 3480 лет. Разница в возрасте расширения подтверждает предположение о том, что главная звезда напрямую взаимодействует с двойной звездой-компаньоном.
В результате взаимодействия, когда центральная звезда находилась на ветви красных гигантов (RGB) или ранней ветви асимптотических гигантов, образовалась общая оболочка. Модели предполагают, что спутник слился с ядром главной звезды, что привело к выбросу внешней оболочки главной звезды.
Бумеранг примечателен высокой скоростью потери массы (около 0,001 M☉ в год−1) — примерно в 10 раз выше, чем у других звёзд главной последовательности и после главной последовательности — и аномально низкой светимостью (всего 300 L☉). Центральная звезда туманности Бумеранг за последние 1500 лет потеряла почти 1,5 массы Солнца.
В сочетании с беспрецедентной температурой эти свойства делают Бумеранг одной из самых популярных целей для исследований.
Астрономы изучают туманность, чтобы получить представление о потере массы звёздами, которые эволюционировали, покинув главную последовательность, и о механизмах, ответственных за формирование биполярной морфологии планетарных туманностей.
Факты о туманности Бумеранг
Туманность была названа «Бумеранг» в 1980 году. Астрономы смогли увидеть только самые яркие участки, а слегка изогнутая форма асимметричных лепестков туманности напоминала форму бумеранга.
Туманность Бумеранг иногда называют Туманностью Бабочка. Однако её не следует путать с туманностью Галстук – бабочка (NGC 40, Колдуэлл 2), планетарной туманностью в созвездии Цефея.
В 1998 году снимки, сделанные космическим телескопом «Хаббл», показали, что форма бумеранга или галстука-бабочки была иллюзией. Они позволили лучше рассмотреть структуру туманности и показали, что газовое облако, окружающее центральную звезду, на самом деле имеет сферическую форму. На снимке «Хаббла» туманность имеет форму песочных часов.
Расположение на небе
Туманность Бумеранг находится в созвездии Центавра, недалеко от границы с Крестом. Она видна в области Южного Креста, одного из самых известных астеризмов на южном небе. Туманность находится примерно на полпути между звездами Мимоза (Бета Креста) и Мухлифаином (Гамма Центавра). Мухлифаин виден вдоль воображаемой линии, проходящей через ось Южного Креста.
При склонении −54° 31′ туманность Бумеранг невидима для наблюдателей к северу от 34° северной широты. Она никогда не поднимается высоко над горизонтом для наблюдателей в северных тропических широтах, и лучше всего её видно из южного полушария.
Лучшее время года для наблюдения за туманностью Бумеранг и другими объектами глубокого космоса в созвездии Центавра — май, когда созвездие поднимается выше над горизонтом ранним вечером.
Характеристика туманности
| Наблюдательные данные (Эпоха J2000.0) |
|||
|---|---|---|---|
| Прямое восхождение | 12ч 44м 46.10с | ||
| Склонение | −54° 31′ 13.0″ | ||
| Расстояние | ~5000 св. лет (1533,7 пк) | ||
| Видимая звёздная величина (V) | 13,06 ± 0,13, 13,0899 ± 0,0017, 10,54 ± 0,03, 9,56 ± 0,03 и 8,624 ± 0,024 | ||
| Видимые размеры | 1,445’ × 0,724’ | ||
| Созвездие | Центавр | ||
|
|||
