Туманность Южное Кольцо (NGC 3132)

Туманность Южное Кольцо (NGC 3132) — планетарная туманность, расположенная на расстоянии около 2000 световых лет от Земли в южном созвездии Паруса. Ее видимую звездную величину 9,87 и видимый размер 62 на 43 угловых секунды можно наблюдать в любительские телескопы. В 2022 году туманность стала одной из первых целей космического телескопа Джеймса Уэбба.

NGC 3132 получила прозвище туманность Южное Кольцо из-за ее сходства с более известной туманностью Кольцо (M57) в северном созвездии Лиры. Название туманности «с восемью вспышками» происходит от внешнего вида туманности, который напоминает цифру 8 в некоторых телескопах.

Туманность Южное Кольцо занесена в каталог как NGC 3132 в Новом общем каталоге и как Caldwell 74 в каталоге объектов глубокого космоса Caldwell, видимых в любительские телескопы.

Особенности туманности NGC 3132

Планетарные туманности являются заключительным этапом в жизни звезд средней массы (звезд, масса которых в 1-8 раз превышает массу Солнца), которые удаляются от главной последовательности и расширяются до красных гигантов. На поздней стадии красного гиганта звезды периодически выбрасывают слои вещества и, в конечном итоге, оказываются окруженными огромными оболочками из газа и пыли. Эти оболочки ионизированы открытыми горячими звездными ядрами, остатками центральных звезд. Примерно через 6 миллиардов лет наше Солнце ожидает та же участь.

Туманность Южного Кольца и другие планетарные туманности, по сути, являются внешними слоями эволюционировавших звезд, которые достигли конца своей жизни. Их называют планетарными туманностями, потому что их круглая форма отдаленно напоминает форму планеты, если смотреть в телескоп. Туманности, однако, не имеют ничего общего с планетами. Происхождение термина «планетарная туманность» неясно, но он использовался до 19 века.

Планетарные туманности относительно недолговечны. Они существуют всего около 10 000 лет, прежде чем центральные звезды остывают настолько, что окружающая туманность становится невидимой для нас. Туманность Южного Кольца рассеется всего через тысячи лет.

Элементы, содержащиеся в планетарных туманностях, такие как углерод, кислород и азот, перерабатываются в окружающее пространство. Они могут быть использованы для формирования новых звезд и планет. Новые поколения звезд, образовавшихся в этих средах, как правило, имеют более высокую металличность. Несмотря на то, что они содержат относительно небольшое количество металлов, эти элементы оказывают огромное влияние на их эволюцию.

Туманность Южного Кольца имеет диаметр 0,4 световых года. Если бы она была видна с краю, ее трехмерная форма напоминала бы две чаши, соединенные внизу, открывающиеся по бокам с большим отверстием в центре.

Расширяющееся газовое облако образовалось, когда стареющая звезда скинула свои внешние слои, оставив после себя горячий остаток ядра. Центральная звезда периодически сбрасывала оболочки пыли и газа во всех направлениях на протяжении тысяч лет. Выброшенный материал – светящийся газ образует планетарную туманность. Ультрафиолетовый свет центральной звезды ионизирует расширяющуюся оболочку, создавая видимость ярко окрашенной туманности.

Температура поверхности центрального белого карлика составляет около 100 000 кельвинов. Горячая поверхность слабой звезды нагревает газ в туманности.

У центральной звезды есть компаньон, близкий к 10-й звездной величине. Срок жизни компаньона еще не истек, но, вероятно, когда это произойдет, он создаст собственную планетарную туманность. Ядро планетарной туманности само по себе является звездой 16-й звездной величины. Обе звезды освещают внешние слои туманности. Выброшенный газ расширяется от центрального белого карлика со скоростью 14 км/с. Самый горячий газ находится во внутренней области, а самый холодный — дальше всего от центральной звезды, на краю туманности.

В исследовании, опубликованном в 2022 году, сообщалось об обнаружении асимметричного пылевого облака вокруг центрального белого карлика с радиальной протяженностью 2 или более угловых секунд. Авторы исследования обнаружили, что звезда-компаньон, белая звезда главной последовательности спектрального типа A2V, расположена в 1,696 угловых секундах к северо-востоку от белого карлика и гравитационно связана с ним. Результаты основаны на отслеживании относительного орбитального движения между двумя звездами в течение периода около 20 лет в сочетании с фотометрическими данными, полученными на снимках космического телескопа Джеймса Уэбба в 2022 году.

Спутник A2V, занесенный в каталог как HD 87892, впервые был обнаружен в 1978 году. Он образует физическую пару с центральной звездой, что также подтверждается их схожими собственными движениями. Физическое расстояние между двумя звездами составляет 1277±34 астрономических единицы. Радиус орбиты двойной пары аналогичен радиусу пылевого облака. Сглаживание облака на стороне, обращенной к звезде A2V, предполагает, что облако и звезда взаимодействуют.

Авторы исследования предложили эволюционный сценарий, в котором тройная звездная система – центральная звезда, близкий компаньон и более удаленная звезда А-типа – сформировала стабильную систему на главной последовательности. Такая система позже стала динамически нестабильной, вызвав выбросы массы, из которых образовалась планетарная туманность. Динамическая нестабильность была вызвана сильным двойным взаимодействием между внутренней парой, что привело к потере большей части оболочки основного компонента. Сильное уменьшение массы центральной звезды привело к расширению орбиты звезды A2V, что привело к большему расстоянию между двумя звездами.