Učebnice často uvádějí, že planetární mlhoviny (PNe, množné číslo) představují koncový stav pro jednotlivé hvězdy s nižší hmotností. Ale naopak, nedávný výzkum naznačuje, že většina PNe pochází z binárních systémů. Nejnižší hmotnost hvězdy, o níž se předpokládá, že tvoří typický PN, má hmotnost blízko 1 sluneční hmotnosti, a proto bez společníka Slunce nemusí překonat hmotnostní limit potřebný k vytvoření horká zářící (ionizovaná) mlhovina typicky vázáno na PNe. Nový výzkum nadále zpochybňuje naše původní chápání toho, jak může skončit život Slunce.
NA nové studium v čele s kopím G. Jacoby zčásti zaměřené na testování této binární hypotézy hledáním PNe v hvězdokupách, které okupují M31 . Tým poznamenal, že „zatímco model binární interakce vysvětluje některé anomálie spojené s pozorovanou populací planetárních mlhovin, tato teorie čeká na konečné potvrzení.“
„Tradiční teorie tvrdí, že předchůdci PNe jsou jednotlivé hvězdy s nízkou až střední hmotností… Tato teorie však neposkytuje přirozené vysvětlení pro nesférické morfologie pozorované u velké většiny PNe, ani jejich nízkou rychlost tvorby. . Pro tyto a další nesrovnalosti bylo vyvinuto nové paradigma, ve kterém je většina PNe formována interakcí … s binárním společníkem,“ řekl Jacoby a kol. 2013 .
Jacoby a kol. 2013 zkoumal M31 při hledání PNe, které jsou členy hvězdokup. Pozitivní detekce by umožnila zjistit základní parametry (např. hmotnost progenitoru, věk) pro PN (kredit obrazu: Noel Carboni a Greg Parker ).
Výhodou nalezení PN v hvězdokupě je to, že její základní parametry (např. hmotnost progenitoru, stáří, chemické složení) lze odvodit z členství v kupě. „Je obtížné zkoumat různé scénáře tvorby PN pomocí polních hvězd, protože nemáme téměř žádné předchozí informace o vlastnostech progenitorů PN. V rámci hvězdokup je však situace odlišná, protože lze zjistit jak stáří, tak metalicitu progenitoru,“ uvedl tým Jacoby.
Problém s použitím PNe v terénu je ten, že jejich parametry jsou špatně omezeny, částečně proto, že vzdálenosti k objektům jsou notoricky nejisté. „... situace v určování vzdálenosti pro Galaktické PNe není příliš uspokojivá. Odhaduje se, že toto měřítko vzdálenosti může být přesné v průměru na 35–50 %,“ řekl Zhang 1995 .
V posledních letech měření paralaxy z Hubbleův vesmírný dalekohled ( Benedict a kol. 2009 ) a US Naval Observatory ( Harris a kol. 2007 ) poskytly vylepšené vzdálenosti pro některé z nejbližších PNe a určité zdokonalené metody pro odhadování vzdáleností PNe mohou přinést nejistoty až 20 až 30 % ( Frew a Parker 2006 , Frew 2008 , Stanghellini a kol. 2008 ).
V mnoha případech lze vzdálenosti k hvězdokupám určit přesněji (lepší než 15 %), což poskytuje impuls pro nalezení hvězdokupy PNe. Tým poznamenává, že „[Zejména] nízká hmotnost obratu starých kulových hvězdokup (GC) poskytuje nástroj, pomocí kterého lze přímo zkoumat scénář binárního formování [planetární mlhoviny]. Vzhledem k tomu, že GC mají obecně hmotnost odklonu menší než 1 [sluneční hmotnost]… Jakékoli PN zjištěné v [kulových hvězdokupách] musí pocházet z alternativního evolučního kanálu, jako je interakce se společnou obálkou nebo proces augmentace hmoty (tj. sloučení hvězd) .“ Předpokládá se, že PNe pocházejí z 1 až 8 hvězd o hmotnosti Slunce.
PN NGC 2438 a otevřená hvězdokupa M46 tvoří náhodnou superpozici podél zorné čáry. Radiální rychlosti objektů se neshodují ( Kiss a kol. 2008 ), což znamená, že nejsou fyzicky spojeni (kredit obrázku: Roth Ritter / APOD ).
Jacoby a kol. 2013 všimněte si, že „ze 130 zkoumaných galaktických GC pouze čtyři hostí PNe: Ps 1 v M15, GJJC-1 v M22, JaFu1 v Pal 6 a JaFu2 v NGC 6441. Dvě z těchto PNe mají centrální hvězdy s vysokou hmotností vhodnější pro PNe uvnitř [mladších] otevřených hvězdokup, zatímco ostatní mají vysoce nekulové mlhoviny. Tato fakta spolu s pozorováním, že tři ze čtyř PNe se nacházejí ve shlucích bohatých na zdroje rentgenového záření, naznačují, že interagující dvojhvězdy hrají roli při vytváření shluků PNe.
Tým pozoroval 467 hvězdokup v M31 pomocí dalekohledů WIYN, které jsou umístěny na Kitt Peak. Tým identifikoval PNe hledáním jejich podpisu nebulární emisní čáry . Tým také zkoumal, zda hvězdokupy a PNe vykazují společné rychlosti. „Čím lepší je rychlostní rozlišení průzkumu, tím snazší je oddělit vnořené PNe od náhodných superpozic a odlišit klastrově vázaný PN od jiných nesouvisejících zdrojů emisních čar podél linie pohledu, jako jsou oblasti H II, SNR a difúzní emise,“ řekl Jacoby a kol. 2013 .
Tým dospěl k závěru, že „z 270 kandidátů kulové hvězdokupy M31 pozorovaných s dostatečnou přesností rychlosti, pět vykazuje důkazy pro kandidátní PN. Vzhledem k limitům svítivosti průzkumu, nejistotám v měření rychlosti a možnosti záměny s jinými zdroji emisních čar… Tato čísla jsou také okrajově v souladu s binární hypotézou pro tvorbu PN…“
Jacobyho tým však poznamenává, že „…pět kandidátů PN [identifikovaných] mezi mladými [otevřenými] shluky v našem vzorku… jsou pravděpodobně superpozice.“ K podobnému závěru dospěli výzkumníci, kteří zkoumali Galaktické PNe nalezené podél linie pohledu otevřených hvězdokup (např. PN NGC 2438 v kupě M46, Kiss a kol. 2008 ).
Nedávno bylo skutečně hlášeno pouze několik slibných případů PNe v galaktických otevřených hvězdokupách (např. PN Abell 8/ Výtok 6 , PHR 1315-6555 / Andrews-Lindsay 1 ; Bonatto a kol. 2008 , Parker a kol. 2011 ), a tým vedený astronomem Christian Moni Bidin (průzkum VVV) má za cíl brzy zveřejnit další nadějný galaktický pár. K nezávislému potvrzení takových případů je však vzhledem k jejich důležitosti nutný další výzkum.
„Umístění... cílených shluků M31, superponovaných na mozaice [AHOJ] snímky.' (popis obrázku/poděkování: Jacoby a kol. 2013 / arXiv /ApJ, extrahováno DM)
konečně Jacoby a kol. 2013 zdůraznit, že „[jejich M31 PNe jsou] pouze kandidáty. Hubbleův vesmírný dalekohled K potvrzení jejich existence jsou zapotřebí úzkopásmové snímky… Jakmile se však tyto cíle potvrdí, představují nový zdroj materiálu pro pochopení fyziky tvorby PN a chemie jejich mateřských shluků.“Pochází většina pozorovaných PNe z binárních systémů? Stane se Slunce kanonickou PN? Odpovědi na tyto otázky jsou v současnosti nejisté a je zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili tak zásadní fázi ve vývoji hvězd, jako je Slunce.
The Jacoby a kol. 2013 nálezy byly přijaty k publikaci v časopise Astrophysical Journal (ApJ) a předtisk je k dispozici na arXiv . Spoluautory studie jsou Robin Ciardullo, Orsola De Marco, Myung Gyoon Lee, Kimberly A. Herrmann, Ho Seong Hwang, Evan Kaplan a James E. Davies. Čtenář, který má zájem o další informace, najde následující relevantní informace: Jacoby a kol. 1997 , Moe a De Marco 2006 , Bonatto a kol. 2008 , Parker a kol. 2011 , Kiss a kol. 2008 , Mermilliod a kol. 2001 , Zhang 1995 , Benedict a kol., 2009 , Harris a kol., 2007 , Frew a Parker 2006 , Frew 2008 , De Marco a kol. 2013 , Stanghellini a kol. 2008 , Vzorkovač planetárních mlhovin .