Hubblov kozmický ďalekohľad zachytil nebývalé zoslabenie planetárnej hmloviny "Raja"

Veľké veci vyžadujú čas. To je obzvlášť pravda, ak ide o procesy odohrávajúce sa vo vesmíre. Napríklad: milióny rokov trvá, kým vzniknú hviezdy - základné stavebné kamene vesmíru. A potom mnohé hviezdy žijú miliardy rokov pred tým, než zomrú a vyvrhnú obálky z plynu, ktorý žiari v temnote priestoru - voláme ich planetárne hmloviny. Planetárne preto, lebo anglický astronóm William Herschel ich tak nazval v 18. storočí, keďže sa mu v ďalekohľade javili ako kotúčik ním práve objavenej planéty Urán (v r. 1781). V skutočnosti je však veľmi ťažké zachytiť vznik aj ďalšiu existenciu takejto hmloviny v reálnom čase, pretože je to z kozmického hľadiska veľmi krátky proces trvajúci rádovo len desaťtisíce rokov. Našťastie pre nás sa zdá, že jedna takáto hmlovina, konkrétne Hen 3-1357, nazývaná podľa svojho tvaru "Raja" - podľa druhu morských rýb - bola vyvolená na to, aby sme ju pozorovali už na začiatku jej "kariéry". V roku 1998 bola označená za najmladšiu známu planetárnu hmlovinu, keď Hubblov kozmický ďalekohľad (HST) zachytil vzácny pohľad na posledné štádiá života jej centrálnej hviezdy.

Teraz, zhruba po 20 rokoch, "Raja" na seba opäť priťahuje pozornosť astronómov, ale z celkom iného dôvodu. Jej snímky z roku 2016 ukazujú, že hmlovina za posledných 20 rokov podstatne zoslabla. Navyše aj plynové obálky, ktoré obkolesovali centrálnu hviezdu sa zmenili a už nie sú také "kučeravé" ako bývali. Zmeny ako tieto neboli doteraz nikdy takto zreteľne pozorované. Astronómovia zachytili zriedkavý pohľad na rýchlo slabnúci plášť plynu obkolesujúci starnúcu hviezdu. Archívne údaje z HST ukazujú, že hmlovina Hen 3-1357 ("Raja") prudko zoslabla počas len dvoch posledných desaťročí. Vedci hovoria, že takáto rýchla zmena planetárnej hmloviny je neobyčajne vzácna. Ak sa porovnajú snímky získané pomocou HST v roku 2016 so snímkami z roku 1996 (na priložených obrázkoch), vidíme drastický pokles jasnosti a zmenu tvaru. Jasné modré svietiace výbežky a vlákna plynu smerom k centru hmloviny takmer všetky zmizli a vlnovité okraje, ktoré dávali hmlovine jej tvar, sú prakticky preč. Mladá hmlovina už nekontrastuje proti pozadiu z čierneho zamatu  vesmíru. "To je veľmi, veľmi dramatické a veľmi podivné." hovorí člen vedeckého tímu Martín A. Guerrero z Instituto de Astrofísica de Andalucía v Granade, Španielsko. "To, čo práve sledujeme, je vývoj planetárnej hmloviny v reálnom čase. V časovom intervale niekoľkých rokov vidíme zmeny v hmlovine. Predtým sme nikdy tak zreteľne nevideli to, čo môžeme pozorovať v súčasnosti." Vedci objavili veľké zmeny aj v žiarení vysielanom atómami dusíka, vodíka a kyslíka, ktoré boli odvrhnuté zomierajúcou hviezdou nachádzajúcou sa v centre hmloviny. Emisie kyslíka napríklad medzi rokmi 1996 a 2016 poklesli asi 1000-násobne. "Zmeny v hmlovinách sa už pozorovali aj predtým, ale to, čo tu máme dnes sú zmeny v základnej štruktúre hmloviny," povedal Bruce Balick, vedúci nového výskumu z University of Washington, Seattle, USA. "Vo väčšine štúdií sa zvyčajne hmlovina zväčšuje. Tu sa však podstatne mení jej tvar a jasnosť sa zmenšuje a deje sa tak (z vesmírneho hľadiska) na veľmi krátkej časovej škále. Navyše, na naše prekvapenie, sa rozmer tejto hmloviny nezväčšuje. V skutočnosti kedysi jasný vnútorný eliptický prstenec sa zmršťuje a slabne."

Pozemské pozorovania iných planetárnych hmlovín ukázali síce tiež náznaky nejakých zmien jasnosti v čase, ale neboli doteraz potvrdené. Len HST dokáže rozlíšiť zmeny v štruktúre v tejto maličkej hmlovine. Nová vedecká práca skúma každú snímku "Raje" z archívov HST. "Vďaka optickej stabilite HST sme presvedčení, že jasnosť tejto hmloviny sa naozaj v čase mení," dodáva Guerrero. "To je niečo, čo je možné potvrdiť len pomocou prenikavej schopnosti HST."  Vedci poznamenávajú, že rýchle zmeny hmloviny sú odpoveďou na správanie sa jej centrálnej hviezdy SAO 244567, rozpínajúcej sa kvôli poklesu teploty a vydávajúcej preto menej ionizujúceho žiarenia. Štúdia z roku 2016 vykonaná Nicolou Reindlovou (Univerzita v Potsdame, Nemecko) a medzinárodným tímom, taktiež s použitím dát z HST, poukazuje na to, že centrálna hviezda planetárnej hmloviny "Raja" - SAO 244567 - je zvláštna sama o sebe. Pozorovania medzi rokmi 1971 - 2002 ukázali, že teplota hviezdy raketovo stúpla z menej než 22 500 K na 60 000 K, čo je 10-násobne viac než je teplota nášho Slnka. Teraz Reindlová a jej tím ukázal, že SAO 244567 chladne. Reindlová uvažuje o tom, že skok v teplote bol zapríčinený krátkym zábleskom fúzie hélia, ktorý sa odohral okolo jadra centrálnej hviezdy. V poslednom čase sa zdá, že hviezda sa vracia späť do svojho raného štádia hviezdneho vývoja. "Sme veľmi šťastní, že ju môžeme v tomto okamihu pozorovať," hovorí Reindlová. "Počas takéhoto héliového záblesku sa hviezda vyvíja veľmi rýchlo a z toho vyplýva aj krátka časová vývojová škála, takže zvyčajne nemôžeme vidieť ako sa tieto hviezdy v tejto fáze vyvíjajú. Šťastnou náhodou sme však tu v správnom čase, aby sme to zachytili." Tím študujúci rýchly pokles jasnosti hmloviny "Raja" môže teraz len uvažovať o tom, čo sa v budúcnosti bude diať s touto mladou hmlovinou. V súčasnosti ďalej slabne a predpokladá sa, že pri súčasnom trende zmeny jasnosti bude pozorovateľná ešte 20 či 30 rokov.

Publikované v časopise QUARK 3/2021, RNDr. Zdeněk Komárek

Zdroj obrázkov: https://hubblesite.org