Magnitnye polya i planetarnye tumannosti
21.02.2005 17:50 | S. B. Popov/GAISh, Moskva

Planetarnye tumannosti eto, pozhalui, samye "fotogenichnye" astronomicheskie ob'ekty. Prichudlivye formy i sochetanie cvetov srazu zavorazhivayut zritelya. Zachastuyu oblik takogo ob'ekta vyzyvaet nedoumennyi vopros: "Kak zhe oni obrazovalis'?" Veroyatno, gruppe nemeckih astronomov udalos' opredelit', s chem svyazany neobychnye bipolyarnye formy mnogih iz etih ob'ektov, takih kak, naprimer, izvestneishaya tumannost' Pesochnye chasy (sm ris. 1). Vinovaty vo vsem okazalis' magnitnye polya.

Svoe nazvanie planetarnye tumannosti poluchili dostatochno davno, eshe v 18 veke. Bol'shoi vklad v issledovanie etih ob'ektov vnes Uil'yam Gershel', otkrytie Urana nekotorym obrazom svyazano s etim etapom ego raboty. Samoi pervoi otkrytoi planetarnoi tumannost'yu schitaetsya M27. V teleskopy togo vremeni eti tumannye pyatnyshki byli ochen' pohozhi na diski planet. Odnako s planetami eti obrazovaniya nikak ne svyazany. Napomnim, kak oni obrazuyutsya.

Kak izvestno, nashe Solnce i podobnye emu svetila ostayutsya pochti neizmennymi v techenie neskol'kih milliardov let, a zatem, kogda zakonchitsya vodorodnoe toplivo v yadre, prevrashayutsya v krasnye giganty. Za schet razrezhennoi vneshnei obolochki krasnyi gigant imeet ochen' bol'shoi radius, s etim i svyazano nazvanie etogo tipa zvezd. Pri perehode na stadiyu krasnogo giganta zvezda mozhet uvelichit' svoi razmer v sotni i dazhe v tysyachi raz! Kogda Solnce ispytaet takuyu metamorfozu, to ego poverhnost' budet nahodit'sya gde-to vblizi orbity Zemli. Cherez nekotoroe vremya posle prevrasheniya v giganta zvezda sbrasyvaet, "sduvaet", svoyu obolochku. Imenno etot process okazyvaetsya klyuchevym dlya obrazovaniya kruzhev planetarnoi tumannosti. Posle poteri obolochki ot zvezdy ostaetsya tol'ko ochen' goryachee yadro. Eti ob'ekty nablyudayutsya v centrah mnogih planetarnyh tumannostei.

V techenie svoei zhizni zvezdy nepreryvno teryayut veshestvo v vide t.n. zvezdnogo vetra. V zavisimosti ot massy zvezdy i evolyucionnoi stadii, na kotoroi ona nahoditsya, temp poteri massy mozhet byt' bol'she ili men'she. Nashe Solnce, naprimer, seichas teryaet veshestvo ochen' medlenno, eto tipichno dlya ne ochen' massivnyh zvezd glavnoi posledovatel'nosti. Odnako dazhe slabyi solnechnyi veter privodit k nekotorym posledstviyam, naprimer, on okazyvaetsya prichinoi takogo krasiveishego yavleniya kak polyarnoe siyanie. V budushem Solnce budet teryat' veshestvo gorazdo aktivnee. Sbros obolochki krasnogo giganta sootvetstvuet potere dostatochno bol'shoi massy v vide medlennogo zvezdnogo vetra. Imenno eto veshestvo sostavit budushuyu tumannost', i ot ego struktury zavisit oblik tumannosti. Odnako sama po sebe sbroshennaya obolochka ne budet yarko siyat': dlya rozhdeniya planetarnoi tumannosti neobhodimo stolknovenie dvuh vetrov.

Scenarii obrazovaniya planetarnoi tumannosti takov. V nachale zvezda dolzhna poteryat' sushestvennuyu massu v vide medlennogo zvezdnogo vetra. Eto mozhet byt', naprimer, sbroshennaya obolochka krasnogo giganta (drugoi variant svyazan s evolyuciei v dvoinoi sisteme). Posle sbrosa obolochki ot zvezdy ostaetsya goryachee yadro. Ono stanovitsya istochnikom ochen' bystrogo zvezdnogo vetra skorost' potoka sostavlyaet okolo 1000 km v sekundu. Bystryi veter nagonyaet moshnyi medlennyi potok, i ih stolknovenie zastavlyaet veshestvo svetit'sya, kak by proyavlyaya uzhe "vytkannuyu" prichudlivuyu vyaz'.

Nesmotrya na to, chto obshie cherty scenariya horosho ponyatny, ostavalis' vazhnye voprosy. Naprimer, prichina narusheniya sfericheskoi simmetrii tumannostei. Iz primerno 1500 planetarnyh tumannostei, sushestvuyushih v nashei Galaktike, sfericheski-simmetrichnye sostavlyayut lish' pyatuyu chast'. Obsuzhdalos' dve osnovnyh prichiny narusheniya simmetrii: vozdeistvie vtorogo komponenta (esli sistema dvoinaya) i magnitnoe pole zvezdy, porozhdayushei tumannost'. I vot etu zagadku, "sekret krasoty", pohozhe, udalos' razreshit'. S pomosh'yu teleskopa Antu - odnogo iz chetyreh bol'shih instrumentov, obrazuyushih sistemu VLT (Very Large Telescope) uchenye iz Germanii smogli izmerit' magnitnye polya na poverhnosti neskol'kih central'nyh zvezd planetarnyh tumannostei. Eto stalo vozmozhnym blagodarya tomu, chto magnitnoe pole ostavlyaet svoi "otpechatok" na izluchenii zvezdy. Znachit, izuchaya ego svoistva, mozhno opredelit' velichinu magnitnogo polya (napomnim, chto voobshe vse harakteristiki astronomicheskih ob'ektov za predelami Solnechnoi sistemy my mozhem uznat' tol'ko rabotaya s tem ili inym vidom izlucheniya: ot elektromagnitnogo do gravitacionnogo i potokov chastic).

Astronomy proanalizirovali spektry i polyarizacionnye svoistva zvezd v centrah chetyreh nesimmetrichnyh tumannostei. Po krainei mere, dlya dvuh ob'ektov polya okazalis' ochen' bol'shimi v tysyachi raz bol'she, chem na poverhnosti Solnca (issledovaniya dvuh drugih istochnikov takzhe ukazyvayut na znachitel'nuyu velichinu magnitnogo polya, odnako dlya bolee tochnogo opredeleniya neobhodimy novye nablyudeniya). Samoi bol'shoe pole izmereno dlya central'noi zvezdy tumannosti NGC 1360 (sm. ris. 2).

Magnitnye polya obladayut sposobnost'yu napravlyat' dvizhenie plazmy. Sootvetstvenno, sil'noe pole mozhet zastavit' zvezdnyi veter v kakih-to napravleniyah dut' sil'nee, a v kakih-to slabee. Znachit, esli zvezda, porodivshaya tumannost', obladaet moshnym polem, to tumannost' budet nesimmetrichnoi. Naprotiv, odinochnye zvezdy so slabym magnitnym polem (naprimer, kak nashe Solnce) dolzhny porozhdat' planetarnye tumannosti sfericheskoi formy (sm. ris. 3.).

Stat'ya nemeckih astrofizikov vyzvala diskussiyu. Noam Soker (Noam Soker) polagaet, chto vse-taki vazhny imenno vtorichnye komponenty dvoinoi sistemy, a ne magnitnye polya. Tak chto poslednee slovo v etom voprose eshe ne skazano. Naprimer, vazhno provesti izmereniya magnitnyi polei central'nyh zvezd dlya sfericheskih tumannostei (vse chetyre ob'ekta, vybrannye Dzhordanom i ego soavtorami svyazany s nesimmetrichnymi planetarnymi tumannostyami). Tem ne menee rabota Stefana Dzhordana i ego soavtorov predstavlyaetsya ves'ma vazhnoi i interesnoi.

---

Nauka prodolzhaet davat' otvety na vse bol'shee kolichestvo voprosov. Vot, po vsei vidimosti, raskryt eshe odin sekret. No, pravo zhe, eto sovsem ne meshaet nam prodolzhat' voshishat'sya krasotoi nashego mira. My po-prezhnemu s voshisheniem smotrim na fotografii planetarnyh tumannostei

Publikacii s klyuchevymi slovami: Planetarnaya tumannost' - magnitnoe pole Publikacii so slovami: Planetarnaya tumannost' - magnitnoe pole
Sm. takzhe: HFG1 i Eibell 6: planetarnye tumannosti NGC 2440: kokon novogo belogo karlika MyCn 18: planetarnaya tumannost' Pesochnye Chasy Tumannost' Kol'co ot teleskopa "Dzheims Vebb" NGC 1360: tumannost' Yaico drozda M2-9: kryl'ya tumannosti Babochka M57: tumannost' Kol'co Vse publikacii na tu zhe temu >>