En planetarisk tåge er en af de smukkeste objekter i universet. Og alligevel er de meget vigtige, da deres forarbejdede elementer spreder sig og blandes med det interstellære medium som forberedelse til dannelse af en ny generation af stjerner. Så at studere dem er vigtigt for at forstå den stellare evolution. Men i modsætning til deres stjernede brødre, da ingen to er ens, er det svært at udvælge dem effektivt fra astronomiske dybdehimmelundersøgelser. Heldigvis har et forskerteam for nylig udviklet en metode til at gøre netop det, og deres arbejde kunne åbne døren til fuldt ud at forstå den store cirkel af stjernernes liv.
Ude med et klynk
Når stjerner som vores sol endelig sparker i spanden, gør de det ikke pænt og pænt. I stedet for i en million år eller derpå vender de sig langsomt indefra og ud og skubber deres ydre lag ind i det omgivende solsystem. Ujævn gispe ved ujævn gispe, kaster stjernen sine lag og efterlader kun en flammende varm kerne. Denne kerne, nu korrekt kaldet en hvid dværg, har en temperatur på omkring en million grader og udsender rigelige mængder røntgenstråling.
Denne stråling rammer gassen omkring den nu døde stjerne. Denne gas er for det meste brint og helium, ligesom alt andet i universet, men indeholder også bits og stykker af tungere elementer og molekyler som kulstof, ilt og endda vand. Elementerne optages af den intense stråling, der sprænger den hvide dværg, og absorberer den energi og genudsender den i alle slags farverige bølgelængder. I tilfælde af at du spekulerer på, er det nøjagtigt, hvordan lysstofrør fungerer, men i en meget større og messier skala.
Med tiden vil den hvide dværg køle ned og ikke længere være i stand til at belyse hele tågen, der omgiver den, på hvilket tidspunkt den tåge vil falme fra synet. Dette sker ca. 10.000 år efter den første eksponering af kernen.
Dette er, hvad vi kalder en planetarisk tåge (jeg kommer ikke ind i navnet på historien, fordi det dybest set giver ingen mening, og vi bliver bare nødt til at leve med det). Hver eneste planetariske tåge er unik, fordi fysikken i at danne dem - fra at skubbe lag på lag af en stjernemateriale - er så kompleks, at den aldrig kan gentages nøjagtigt. Selvom planetariske tåger ikke holder længe, er de overraskende almindelige, fordi stjernerne, de kommer fra, er i sig selv relativt almindelige. Så i sidste ende ser vi dem overalt, blinkende som julepynt i den dybe himmel.
Circle of Stellar Life
At finde, kategorisere og forstå planetens tåge er kritisk vigtige for at pakke vores astronomiske hoveder rundt om den fulde udvikling af stjerner i en galakse. Dette skyldes, at planetariske tåger danner materialet til nye generationer af stjerner. Gennem langsom spredning af støv og gasser i tågerne og nogle gange endda voldelige eksplosioner på grund af ekstrem stråling og vind, går materialet vej ind i det interstellare rum. Der blandes og blandes det med det generelle galaktiske miljø og finder efterhånden sin vej ind i et nyt babystjernesystem, og cyklussen fortsætter.
Hvad mere er, vi er nødt til at forstå planetens tåge, fordi de giver os et billede af, hvordan stjerner som vores sol dør. I vores undersøgelser ser vi alle mulige planetariske tåger. Undertiden ser vi smukke spiralformede eller spiralstrukturer. Undertiden ser vi kugler eller ovaler. Og nogle gange ser vi bare en flok spredte klude, der næppe kan kalde sig selv en tåge. Hvordan opstår sådanne komplicerede og forskellige mønstre? Hvordan kan to stjerner, der tilsyneladende er meget ens, give anledning til radikalt forskellige planetariske nebler? Vi ved det ikke.
Og det er ikke slutningen på spørgsmålene. Hvor kritiske er planetariske tåber til at berige det interstellare medium? Sammenlignet med at sige supernova. Hvor hurtigt kan materiale sprede sig og finde vej indlejret i en ny generation af stjerner?
Dette er alle meget gode spørgsmål, alt sammen uden meget gode svar
Nogle få gode pixels
Det rigtige svar på ethvert sæt spørgsmål som dette er normalt flere data. Vi har brug for en masse observationer af en masse planetariske tåger for at forsøge at opbygge en anstændig statistisk database, så vi kan begynde at sammenligne og kontrastere på en solid videnskabelig måde. Men der er et problem, der vises, hvis vi ønsker at begynde at udvikle massive undersøgelser for at udvælge tusinder over tusinder af planetariske nebler i himlen. Problemet er, at ingen to nebler er ens, så det er meget svært at komme med et simpelt klassifikationsskema, der udvælger planetnebulater fra nogle andre tilfældige bit af rumstop.
Endnu mere frustrerende, i størrelsesordenen og opløsningen af de fleste himmelundersøgelser, er planetariske tåge bare et par uklar pixler på tværs. Hvordan kan du muligvis fortælle hinanden fra hinanden? Det er her den nye forskning kommer. Et team af astronomer udførte et enormt antal simuleringer og simulerede observationer af planetariske nebler, ud over andre kilder, som de måske kan forveksles med som galakser og kvasarer.
Derefter hakkede de disse data op på så mange forskellige måder som muligt for at se, hvordan planetariske tåge kiggede på bestemte bølgelængder sammenlignet med andre. De identificerede en nøgleserie af tests, der gjorde det muligt for dem at filtrere næsten enhver anden forurenende stof, hvilket kun efterlod en befolkning af rene (stadig uklar) planetnebler. Med denne teknik kunne fremtidige automatiserede himmelundersøgelser let inkorporere planetariske tåger i deres kataloger, måske hjælpe med at besvare nogle af spørgsmålene om, hvordan cirklen af sælgers liv går rundt og rundt i galaksen.
Læs mere: “Planetiske tåge og hvordan man finder dem: Farveidentifikation i store bredbåndsundersøgelser”
