Keď sa hviezdy s nízkou až strednou hmotnosťou, ako je naše Slnko, blížia ku koncu svojich životných cyklov, nakoniec odhodia svoje vonkajšie vrstvy a zanechajú za sebou hustú bielu trpasličiu hviezdu. Tieto vonkajšie vrstvy sa stali obrovským oblakom prachu a plynu, ktorý sa vyznačuje jasnými farbami a zložitými vzormi známymi ako planetárna hmlovina. Jedného dňa sa naše Slnko zmení na takú hmlovinu, ktorú by bolo možné vidieť zo vzdialených svetelných rokov.
Tento proces, v ktorom zomierajúca hviezda vedie k obrovskému oblaku prachu, bol známy už vďaka neuveriteľne krásnym a inšpiratívnym vďaka mnohým fotografiám zhotoveným Hubble. Po prehliadke slávnej hmloviny Mravec s Európskou vesmírnou agentúrou (ESA) Herschelovo vesmírne observatóriumTím astronómov objavil nezvyčajnú laserovú emisiu, ktorá naznačuje, že v strede hmloviny je dvojitý systém hviezd.
Štúdia s názvom „Herschel Prieskum planetárnej hmloviny (HerPlaNS): vodíkové rekombinácie laserových línií v Mz 3 “, nedávno sa objavili v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti, Štúdiu viedla Isabel Aleman z University of Sao Paulo a Leiden Observatory a zúčastnili sa na nich členovia Herschel Science Center, Smithsonian Astrofyzical Observatory, Institute of Astronomy and Astrofhysics, University of University of University of America.
Hmlovina Mravec (aka. Mz 3) je mladá bipolárna planétová hmlovina umiestnená v súhvezdí Norma a jej názov je odvodený od dvojitých lalokov plynu a prachu, ktoré sa podobajú hlave a telu mravca. V minulosti bola NASA / ESA snímkou prekrásnej a zložitej povahy tejto hmloviny Hubbleov vesmírny teleskop, Nové údaje, ktoré získala spoločnosť Herschel, tiež naznačujú, že lúče hmloviny Mravec intenzívne emitujú laserové žiarenie zo svojho jadra.
V kozmickom priestore sú infračervené laserové emisie detekované pri veľmi rôznych vlnových dĺžkach a iba za určitých podmienok a je známych iba niekoľko z týchto vesmírnych laserov. Je zaujímavé, že to bol astronóm Donald Menzel, ktorý prvý pozoroval a klasifikoval Ant hmlovinu v roku 1920 (teda prečo sa po ňom oficiálne nazýva Menzel 3) - kto bol jedným z prvých, ktorý navrhol, aby sa lasery mohli vyskytovať v hmlovine.
Podľa Menzela by za určitých podmienok vo vesmíre nastalo prirodzené „zosilnenie svetla stimulovanými emisiami žiarenia“ (aka. Odkiaľ pochádza termín laser). Bolo to dávno pred objavením laserov v laboratóriách, ktoré sa každoročne oslavuje 16. mája, známe ako Medzinárodný deň svetla UNESCO. Preto bolo veľmi vhodné, aby bol tento dokument uverejnený aj 16. mája, v ktorom sa oslavuje vývoj lasera a jeho objaviteľa Theodore Maiman.
Ako Isabel Aleman, vedúca autorka článku, popísala výsledky:
„Keď pozorujeme Menzel 3, vidíme úžasne zložitú štruktúru tvorenú ionizovaným plynom, ale nevidíme objekt v jeho strede, ktorý vytvára tento obrazec. Vďaka citlivosti a širokému rozsahu vlnových dĺžok observatória Herschel sme zistili veľmi zriedkavý typ emisie nazývaný laserová rekombinácia vodíkovej emisie, ktorý poskytol spôsob, ako odhaliť štruktúru a fyzikálne podmienky hmloviny. ““
"Takéto emisie boli predtým identifikované iba v niekoľkých objektoch a je šťastnou náhodou, že sme zistili druh emisií, ktorý navrhol Menzel, v jednej z planetárnych hmlovín, ktoré objavil," dodala.
Druh laserovej emisie, ktorý pozorovali, potrebuje veľmi hustý plyn blízko hviezdy. Porovnaním pozorovaní z Herschelho observatória s modelmi planétovej hmloviny tím zistil, že hustota plynu emitujúceho lasery bola asi desaťtisíckrát hustejšia ako plyn pozorovaný v typických planétových hmlovinách a v lalokoch samotnej hmloviny Mravec.
Normálne je región blízko mŕtvej hviezdy - v tomto prípade zhruba vzdialenosť medzi Saturnom a Slnkom - celkom prázdny, pretože jeho materiál bol vypustený smerom von po tom, čo hviezda prešla na supernovu. Akýkoľvek pretrvávajúci plyn by naň čoskoro spadol. Ale ako profesor Albert Zijlstra z Centra astrofyziky Jodrell Bank a spoluautor štúdie:
„Jediný spôsob, ako udržať taký hustý plyn v blízkosti hviezdy, je, ak obieha okolo disku na disku. V tejto hmlovine sme skutočne pozorovali hustý disk v samom strede, ktorý je približne na okraji. Táto orientácia pomáha zosilňovať laserový signál. Disk naznačuje, že existuje binárny spoločník, pretože je ťažké prinútiť vyhodený plyn, aby vstúpil na obežnú dráhu, pokiaľ ho sprievodná hviezda nevychýli správnym smerom. Laser nám poskytuje jedinečný spôsob snímania disku okolo umierajúcej hviezdy hlboko vo vnútri planétovej hmloviny. “
Aj keď astronómovia zatiaľ nevideli očakávanú druhú hviezdu, dúfajú, že ju budú môcť nájsť budúce prieskumy, čím odhalia pôvod tajomných laserov v hmlovine Ant. Budú tak môcť prepojiť dva objavy (t. J. Planétovú hmlovinu a laser), ktoré urobil ten istý astronóm pred sto rokmi. Ako Göran Pilbratt, vedecký pracovník projektu ESA Herschel, dodal:
„Táto štúdia naznačuje, že výrazná hmlovina Ant, tak ako ju dnes vidíme, bola vytvorená zložitou povahou binárneho hviezdneho systému, ktorý ovplyvňuje tvar, chemické vlastnosti a vývoj v týchto konečných fázach života hviezdy. Herschel ponúkol dokonalé pozorovacie schopnosti na detekciu tohto mimoriadneho lasera v Ant hmlovine. Zistenia pomôžu obmedziť podmienky, za ktorých sa tento jav vyskytuje, a pomôžu nám vylepšiť naše modely hviezdneho vývoja. Je to tiež šťastný záver, že misia Herschel bola schopná spojiť Menzelove objavy z takmer pred storočím. “
Vesmírne teleskopy novej generácie, ktoré by nám mohli povedať viac o planetárnej hmlovine a životných cykloch hviezd, zahŕňajú James Webb Space Telescope (JWST). Keď sa tento ďalekohľad v roku 2020 dostane do vesmíru, využije svoje pokročilé infračervené schopnosti na sledovanie objektov, ktoré sú inak zakryté plynom a prachom. Tieto štúdie by mohli odhaliť veľa o vnútorných štruktúrach hmlovín a možno by vrhli svetlo na to, prečo pravidelne strieľajú „vesmírne lasery“.
