우리 태양과 같이 저급에서 중급에 이르는 별이 수명주기의 끝에 가까워지면 결국 바깥층을 버리면서 밀도가 높은 백색 왜성 별이 남습니다. 이 외층은 거대한 먼지와 가스 구름이되었으며, 행성 성운으로 알려진 밝은 색상과 복잡한 패턴이 특징입니다. 언젠가 우리 태양은 그러한 성운으로 변할 것입니다.이 성운은 몇 년 후에 볼 수 있습니다.
죽어가는 별이 거대한 먼지 구름을 발생시키는이 과정은 이미 촬영 한 많은 이미지 덕분에 놀랍도록 아름답고 고무적인 것으로 알려져 있습니다 허블. 그러나 유럽 우주국 (ESA)과 함께 유명한 개미 성운을 본 후 허셜 우주 관측소, 한 천문학 자 팀은 성운의 중심에 이중 별 시스템이 있음을 시사하는 비정상적인 레이저 방출을 발견했습니다.
이 연구는“허쉘 행성 성운 조사 (HerPlaNS) : Mz 3”의 수소 재조합 레이저 라인은 최근에 왕립 천문 학회 월간 고지. 이 연구는 상 파울로 대학의 이사벨 알레 만과 레이덴 천문대가 주도했으며 허셜 사이언스 센터, 스미소니언 천체 물리 관측소, 천문학 및 천체 물리학 연구소, 여러 대학을 포함했다.
개미 성운 (일명 Mz 3)은 별자리 Norma에 위치한 젊은 양극성 행성 성운으로, 개미의 머리와 몸과 유사한 가스와 먼지의 쌍둥이 로브에서 이름을 얻습니다. 과거에는이 성운의 아름답고 복잡한 자연이 NASA / ESA에 의해 촬영되었습니다 허블 우주 망원경. Herschel이 얻은 새로운 데이터는 또한 Ant Nebula가 핵심에서 강한 레이저 방출을 방출한다는 것을 나타냅니다.
우주에서는 적외선 레이저 방출이 매우 다른 파장에서 특정 조건 하에서 만 감지되며 이러한 우주 레이저 중 일부만 알려져 있습니다. 흥미롭게도 1920 년에 개미 성운을 처음 관찰하고 분류 한 천문학자인 도널드 멘젤 (Donald Menzel)은 레이저가 성운에서 발생할 수 있다고 제안한 최초의 사람 중 한 명이었습니다.
Menzel에 따르면, 특정 조건 하에서 자연적인“방사선의 방출에 의한 빛 증폭”(일명 우리가 레이저라는 용어를 얻는 곳)은 우주에서 발생합니다. 이것은 실험실에서 레이저가 발견되기 오래 전에 유네스코의 국제 빛의 날로 알려진 5 월 16 일 매년 기념되는 행사입니다. 따라서이 논문이 5 월 16 일에 출판되어 레이저와 그 발견자인 Theodore Maiman의 개발을 축하하는 것이 매우 적절했습니다.
논문의 주요 저자 인 Isabel Aleman은 그 결과를 다음과 같이 설명했다.
“Menzel 3을 살펴보면 이온화 된 가스로 구성된 놀랍도록 복잡한 구조를 볼 수 있지만 중앙에서 물체가이 패턴을 생성하는 것을 볼 수는 없습니다. Herschel 천문대의 감도와 넓은 파장 범위 덕분에 우리는 수소 재조합 라인 레이저 방출이라고 불리는 매우 드문 유형의 방출을 감지하여 성운의 구조와 물리적 조건을 밝힐 수있는 방법을 제공했습니다.”
그녀는“이러한 방출은 이전에는 소수의 물체에서만 확인되었으며, 우리가 발견 한 행성상 성운 중 하나에서 멘젤이 제안한 종류의 방출을 감지 한 것은 우연의 일치”라고 덧붙였다.
그들이 관찰 한 레이저 방출의 종류는 별에 가까운 매우 조밀 한 가스를 필요로합니다. 연구팀은 Herschel 천문대의 관측과 행성상 성운 모델을 비교함으로써, 레이저를 방출하는 가스의 밀도는 전형적인 행성상 성운과 개미 성운 자체의 엽에서 보이는 가스보다 약 1 만 배 더 밀도가 높다는 것을 발견했다.
일반적으로 죽은 별에 가까운 지역 (이 경우 대략 토성과 태양 사이의 거리)은 별이 초신성이 된 후에 재료가 바깥쪽으로 방출되기 때문에 매우 비어 있습니다. 남아있는 가스는 곧 다시 떨어지게됩니다. 그러나 Jodrell Bank of Astrophysics의 Albert Zijlstra 교수는이 연구의 공동 저자로서 다음과 같이 설명했다.
“그러한 조밀 한 가스를 별에 가깝게 유지하는 유일한 방법은 원반 주위를 공전하는 것입니다. 이 성운에서 우리는 실제로 거의 가장자리에서 볼 수있는 중심에서 조밀 한 디스크를 관찰했습니다. 이 방향은 레이저 신호를 증폭하는 데 도움이됩니다. 이 디스크는 동반자 별이 올바른 방향으로 편향하지 않는 한 방출 된 가스가 궤도로 들어가기 어렵 기 때문에 이진 동반자가 있다고 제안합니다. 레이저는 우리에게 행성 성운의 깊숙한 곳에서 죽어가는 별 주위의 디스크를 조사하는 독특한 방법을 제공합니다.”
천문학 자들은 아직 예상되는 두 번째 별을 보지 못했지만 미래의 조사가 그것을 찾아 낼 수 있기를 희망하여 개미 성운의 신비한 레이저의 기원을 밝힙니다. 그렇게함으로써 그들은 한 세기 전에 같은 천문학자가 만든 두 가지 발견 (즉, 행성상 성운과 레이저)을 연결할 수있을 것입니다. ESA의 Herschel 프로젝트 과학자 인 Göran Pilbratt는 다음과 같이 덧붙였습니다.
“이 연구는 오늘날 우리가보고있는 독특한 개미 성운은 별의 삶의 마지막 단계에서 모양, 화학적 성질 및 진화에 영향을 미치는 이진 별 시스템의 복잡한 성질에 의해 만들어 졌다고 제안합니다. Herschel은 Ant Nebula에서이 특별한 레이저를 감지 할 수있는 완벽한 관찰 기능을 제공했습니다. 이 발견은이 현상이 발생하는 조건을 제한하는 데 도움이되며, 별의 진화 모델을 개선하는 데 도움이됩니다. Herschel의 사명이 거의 1 세기 전부터 Menzel의 두 가지 발견을 서로 연결할 수 있다는 것도 즐거운 결론입니다.”
행성상 성운과 별의 생명주기에 대해 더 자세히 알려주는 차세대 우주 망원경은 제임스 웹 우주 망원경 (JWST). 이 망원경이 2020 년 우주에 도착하면 고급 적외선 기능을 사용하여 가스와 먼지로 가려진 물체를 볼 수 있습니다. 이 연구는 성운의 내부 구조에 대해 많은 것을 밝힐 수 있으며, 왜 그들이 주기적으로 "우주 레이저"를 발사하는지에 대한 빛을 비출 수 있습니다.
