Открытие старейшей видимой планетарной туманности в галактическом скоплении возрастом 500 миллионов лет
Международная группа астрономов во главе с сотрудниками Лаборатории космических исследований (LSR) и факультета физики Гонконгского университета (HKU) обнаружила редкую небесную жемчужину — так называемую планетарную туманность (PN) внутри 500 галактическое рассеянное скопление (OC) возрастом в миллион лет под названием M37 (также известное как NGC2099). Это очень редкая находка высокой астрофизической ценности. Их результаты только что были опубликованы в открытом доступе Astrophysical Journal Letters.
Левая панель: улучшенное цветное составное RGB-изображение PN IPHASX J055226.2+323724 PN IPHASX J055226.2+323724 из обзора IPHAS (Дрю и др., 2005), которое мы подтверждаем как физический член галактического рассеянного скопления M37. Красный = Hα, зеленый = широкая полоса красного и синий = широкая полоса «i». CSPN обведен синим. Правая панель: RGB-изображение 190 x 145 угловых секунд, созданное из SDSS, где красный = i, зеленый = r и синий = g-диапазон. Эти данные ясно показывают слабый CSPN (указано стрелкой) в центре. На обоих изображениях север вверху, а восток слева. Авторы и права : Письма из астрофизического журнала (2022 г.). DOI: 10.3847/2041-8213/ac88c1
PNe — это выброшенные светящиеся пелены умирающих звезд, которые сияют богатым спектром эмиссионных линий и в результате демонстрируют свои отчетливые цвета и формы, которые делают их фотогеничными магнитами для общественного интереса. Не случайно одним из первых изображений космического телескопа Джеймса Уэбба, опубликованных для публики, было PN.
PN с неуклюжим названием IPHASX J055226.2+323724 является лишь третьим примером связи между PN и OC из примерно 4000 PNe, известных в нашей галактике. Это также кажется самым старым из когда-либо найденных PN. Небольшая группа под руководством профессора Квентина Паркера, директора HKU LSR, определила некоторые интересные свойства для своего открытия: Авторы обнаружили, что PN имеет кинематический возраст 70 000 лет. Эта оценка основана на том, насколько быстро расширяется туманность, как это определено по эмиссионным линиям PN, и в предположении, что эта скорость практически не изменилась с самого начала, и представляет собой время, прошедшее с момента первого выброса оболочки туманности хозяином, т.е. умирающая звезда. Это сопоставимо с типичным возрастом PN 5 000–25 000 лет. Это действительно великая старая дама с точки зрения PN, но, конечно, простое мгновение ока с точки зрения жизни самой исходной звезды, которая насчитывает сотни миллионов лет.
Потому что эта «великая старушка» живет в звездном скоплении ., эта среда позволяет команде определить важные дополнительные параметры, недоступные для общей галактической популяции PN. К ним относится оценка массы звезды-прародителя PN, когда она отключила звездную главную последовательность, полученная на основе наблюдаемых свойств тысяч звезд в скоплении, нанесенных на так называемую диаграмму цвет-величина. Команда также может оценить остаточную массу центральной звезды, выбросившей PNe, с помощью теоретических изохрон и наблюдаемых свойств горячей голубой центральной звезды. В результате они определили массу звезды, выбросившей при рождении газовую оболочку PN, и сколько массы сейчас осталось в ее остаточном сжимающемся горячем ядре (которое уже является звездой белого карлика). Свежие данные Gaia для горячей голубой центральной звезды PN также дают хорошую оценку расстояния.
Бывший доктор философии HKU. студент доктор Василики Фрагкоу, первый автор исследования, сказал: «Я так рад возможности работать над этими захватывающими редкими случаями ассоциации OC-PN, потому что они продолжают получать важные научные результаты, как и все три случая, которые у нас есть обнаружены PN-бабочки (биполярные) с точки зрения формы, все они очень слабые и высокоразвитые, и все имеют химию типа I в соответствии с их эмиссионными линиями, и, конечно же, все имеют массы прародителей от средних до высоких».
Автор-корреспондент профессор Квентин Паркер сказал: «Это всего лишь третий пример PN, обнаруженный в галактическом рассеянном звездном скоплении, и моя группа нашла все три подтвержденных примера. Они невероятно редки, но также очень важны, поскольку эти красивые объекты позволяют Нам удалось независимо определить точки так называемого начального и конечного отношения масс (IFMR) для звезд — важного астрофизического отношения — независимо от традиционного метода использования белых карликов в скоплениях Интересно, что все наши точки лежат чуть ниже эмпирического тренда IFMR в настоящее время установлено, но добавляется к «излому» в этом отношении, недавно обнаруженному Мариго и др. в диапазоне от двух до трех солнечных масс для исходной массы прародителя в журнале Nature Astronomy .журнал. К счастью, наши точки OC-PN находятся в малонаселенных регионах IFMR, что делает их еще более ценными».
Соавтор профессор Альберт Зильстра, почетный приглашенный профессор Hung Hing Ying в области науки и технологий в HKU LSR из Манчестерского университета, сказал: «Этот новый результат подразумевает, что расположение PN в OC обеспечивает среду, подходящую для того, чтобы позволить PNe расширяться и исчезать без нарушения окружающего ISM (который обычно намного слабее в OC), а не так, как в галактике».