Kad zema vai vidēja svara zvaigznes, piemēram, mūsu Saule, tuvojas dzīves cikla beigām, tās galu galā izmet ārējos slāņus, atstājot aiz sevis blīvu, baltu punduru zvaigzni. Šie ārējie slāņi kļuva par masīvu putekļu un gāzes mākoni, kam raksturīgas spilgtas krāsas un sarežģīti raksti, kas pazīstams kā planētas miglājs. Kādu dienu mūsu saule pārvērtīsies par tādu miglāju, kuru varētu aplūkot no gaismas gadu attāluma.
Šis process, kurā mirstoša zvaigzne rada milzīgu putekļu mākoni, jau bija zināms par neticami skaistu un iedvesmojošu, pateicoties daudziem attēliem, ko Habls. Tomēr pēc slavenās Ant miglāja apskates ar Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) Heršela kosmosa observatorija, astronomu komanda atklāja neparastu lāzera izstarojumu, kas liek domāt, ka miglāja centrā ir dubultzvaigžņu sistēma.
Pētījums ar nosaukumu “Heršels Planētu miglāja pētījums (HerPlaNS): ūdeņraža rekombinācijas lāzera līnijas Mz 3 “, nesen parādījās Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi. Pētījumu vadīja Izabells Alemans no Sanpaulu universitātes un Leidenes observatorijas, un tajā piedalījās locekļi no Heršela zinātnes centra, Smitsona astrofizikas observatorijas, Astronomijas un astrofizikas institūta, kā arī no vairākām universitātēm.
Skudru miglājs (pazīstams arī kā Mz 3) ir jauns bipolārs planētu miglājs, kas atrodas Norma zvaigznājā, un tā nosaukums ir iegūts no gāzes un putekļu dvīņu daivām, kas atgādina skudras galvu un ķermeni. Agrāk šī miglāja skaisto un sarežģīto dabu attēloja NASA / ESA Habla kosmiskais teleskops. Jaunie Heršela iegūtie dati arī norāda, ka Ant miglājs izstaro intensīvas lāzera izstarojumus no tā kodols.
Kosmosā infrasarkano lāzera izstarojums tiek noteikts ļoti dažādos viļņu garumos un tikai noteiktos apstākļos, un ir zināmi tikai daži no šiem kosmosa lāzeriem. Interesanti, ka tas bija astronoms Donalds Menzels - kurš 1920. gadā pirmo reizi novēroja un klasificēja skudru miglāju (tātad pēc tam to oficiāli sauc par Menzel 3 pēc viņa) - kurš bija viens no pirmajiem, kurš ierosināja, ka miglājā varētu rasties lāzeri.
Pēc Menzela teiktā, noteiktos apstākļos kosmosā notiktu dabiska “gaismas pastiprināšana ar stimulētu starojuma izstarojumu” (aka. Kur mēs iegūstam terminu lāzers). Tas notika ilgi pirms lāzeru atklāšanas laboratorijās. Šis notikums tiek svinēts katru gadu 16. maijā, kas pazīstams kā UNESCO Starptautiskā gaismas diena. Kā tāds bija ļoti lietderīgi, ka arī šis raksts tika publicēts 16. maijā, atzīmējot lāzera attīstību un tā atklājēju Teodoru Maimanu.
Kā galvenie darba autori Izabells Alemans aprakstīja rezultātus:
Kad mēs novērojam Menzel 3, mēs redzam pārsteidzoši sarežģītu struktūru, kas sastāv no jonizētas gāzes, bet mēs nevaram redzēt objektu tā centrā, kas rada šo zīmējumu. Pateicoties Hersšelas observatorijas jutīgumam un plašajam viļņu garuma diapazonam, mēs atklājām ļoti retu emisijas veidu, ko sauc par ūdeņraža rekombinācijas līnijas lāzera emisiju, kas ļāva atklāt miglāja struktūru un fiziskos apstākļus. ”
"Šāda emisija jau iepriekš tika identificēta tikai nedaudzos objektos, un tā ir laimīga sakritība, ka mēs kādā no viņa atklātajiem planētas miglājiem mēs atklājām Menzela ieteikto emisiju," viņa piebilda.
Viņu novērotajam lāzera izstarojumam ir vajadzīga ļoti blīva gāze, kas atrodas tuvu zvaigznei. Salīdzinot Hersšelas observatorijas novērojumus ar planētu miglāja modeļiem, komanda atklāja, ka lāzerus izstarojošās gāzes blīvums ir aptuveni desmit tūkstošus reižu blīvāks nekā gāzei, kas redzama tipiskos planētu miglājos un paša Ant miglāja daivās.
Parasti reģions, kas atrodas tuvu mirušai zvaigznei - šajā gadījumā aptuveni attālums starp Saturnu un Sauli - ir diezgan tukšs, jo tā materiāls tika izmests uz āru pēc tam, kad zvaigzne devās supernovā. Jebkura ieilgušā gāze drīz tajā nokritīs. Bet kā teica profesors Alberts Zijlstra no Jodrell Bank astrofizikas centra un pētījuma līdzautors:
“Vienīgais veids, kā tik blīvu gāzi turēt tuvu zvaigznei, ir tas, ja tā riņķo ap to diskā. Šajā miglājā mēs faktiski esam novērojuši blīvu disku pašā centrā, kas redzams aptuveni no malas. Šī orientācija palīdz pastiprināt lāzera signālu. Disks liek domāt, ka ir binārs pavadonis, jo ir grūti panākt, lai izmestā gāze nonāktu orbītā, ja vien pavadošā zvaigzne to nenovirza pareizajā virzienā. Lāzers dod mums unikālu veidu, kā zondēt disku ap mirstošo zvaigzni dziļi planētas miglāja iekšpusē. ”
Lai gan astronomi vēl nav redzējuši gaidāmo otro zvaigzni, viņi cer, ka turpmākie apsekojumi spēs to atrast, tādējādi atklājot Ant Nebula noslēpumaino lāzeru izcelsmi. To darot, viņi varēs savienot divus atklājumus (t.i., planētu miglāju un lāzeru), ko tas pats astronoms veicis pirms gadsimta. Kā piebilda ESA Heršela projekta zinātnieks Gērans Pilbrats:
“Šis pētījums liek domāt, ka atšķirīgo Ant miglāju, kādu mēs to šodien redzam, radīja bināro zvaigžņu sistēmas sarežģītība, kas ietekmē formu, ķīmiskās īpašības un evolūciju šajos zvaigznes dzīves pēdējos posmos. Heršels piedāvāja perfektas novērošanas iespējas, lai atklātu šo neparasto lāzeru skudru miglājā. Rezultāti palīdzēs ierobežot apstākļus, kādos šī parādība notiek, un palīdzēs mums uzlabot savus zvaigžņu evolūcijas modeļus. Tas ir arī priecīgs secinājums, ka Heršela misija spēja savienot Menzel divus atklājumus gandrīz pirms gadsimta. ”
Nākamās paaudzes kosmosa teleskopi, kas varētu vairāk pastāstīt par planētas miglāju un zvaigžņu dzīves cikliem, ietver Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST). Tiklīdz šis teleskops nonāks kosmosā 2020. gadā, tas izmantos savas uzlabotās infrasarkanās iespējas, lai redzētu objektus, kurus citādi aizēno gāze un putekļi. Šie pētījumi varētu daudz atklāt par miglāju iekšējām struktūrām un, iespējams, parādīt, kāpēc tie periodiski izšauj “kosmosa lāzerus”.
